CN111819772A

CN111819772A - 双磁通电机

Info

Publication number: CN111819772A
Application number: CN201980017934.7A
Authority: CN
Inventors: M·米罗萨瓦约维克; F·勒贝尔
Original assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Current assignee: IFP Energies Nouvelles IFPEN
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-10-23
Also published as: EP3763023B1; WO2019170490A1; FR3078844A1; JP2021516526A; EP3763023A1; US20200412206A1; FR3078844B1

Abstract

本发明涉及一种包括转子(3)、定子、外壳(6)和用于定子的冷却装置的电机。转子(3)和定子围绕纵向轴线(xx)是同轴的，并且定子包括磁通发生器(5)。用于冷却定子的装置包括用于使流体循环的至少两个装置，至少一个第一循环装置在定子内纵向延伸以形成由F1A和F1B形成的第一磁通，并且至少一个第二循环装置位于所述定子的周边以形成第二磁通F2。本发明还涉及借助这样的电机来电气化的涡轮压缩机和压缩机。

Description

双磁通电机

技术领域

本发明涉及一种用于电机，特别是可以在用于压缩诸如液态流体或气态流体的工作流体的电辅助压缩设备中使用的电机。

本发明尤其涉及一种在将气态流体传送至任一装置之前藉由压缩机压缩气态流体的装置，气态流体在此为空气，压缩机为分开的或与涡轮机相关联从而形成涡轮增压器，并且更具体地是将气态流体传送至内燃机的进气口。

本发明可以特别地证实与运输领域(例如，发动机或重载运输)、航空航天领域、发电领域或食品工业、石油工业、建筑领域或医疗/辅助医学领域是有关的。

事实上，如广为所知的，内燃机所传递的功率取决于馈送入该发动机的燃烧室的空气量，该空气量本身与该空气的密度成比例。

因此，当需要高功率时，通常在允许外部空气进入该燃烧室之前，通过压缩外部空气来增加该空气量。这种已知为涡轮增压的运行可以使用任何装置来实现，诸如由电机电气驱动的分开的压缩机(电气化的压缩机)，或与涡轮机以及电机相关联从而形成电气化涡轮增压器的压缩机。

背景技术

在上述两种情况下，与压缩机相关联的电机可以是多种类型的。

一种是具有小气隙且绕组靠近转子的电机，该电机提供最佳的磁通引导和优化的效率。这种类型电机的优点是具有一定的紧凑性，这有时在对其冷却方面可能是个问题，并且需要用于散热的特定系统。

为了不侵入压缩机的空气进气口，这种类型的电机通常在电气化压缩机的情况下位于离心式压缩机的背面上，或在电气化涡轮增压器的情况下位于压缩机与涡轮机之间，尽管在后一种情况下由于靠近涡轮机而存在不利的热环境。通常，压缩机、涡轮机和电机之间的联接是刚性的。这种类型的机器也可以位于压缩机侧上，但是相对远离空气进气口，以免干扰它。

在专利US-2014/0,373,532、US-8,157,543、US-8,882,478、US-2010/0,247,342、US-6,449,950、US-7,360,361、EP-0,874,953或EP-0,912,821中更详细地描述了这种类型的系统。

在这些专利中公开的冷却系统提供了对定子的外部冷却，这使得系统在设计及其集成方面更为复杂。

另一类型的机器是具有大气隙的电机，该气隙有时可能几厘米长，以允许工作流体从中通过，从而使得能够尽可能靠近压缩系统而在有利得多的热环境中集成。

然而，这种大的气隙涉及在转子与定子之间磁通过的磁通方面缺陷，并且因此对于相同的功率输出而言，限制了电机的固有效率和定子的尺寸。

在专利EP-1,995,429、US-2013/169,074或US-2013/043,745中特别地描述了这种类型的电机。

最近已出现一种新型的机器。这是一种设有定子格栅的机器，在专利申请FR-3,041,831(WO-2017/050,577)和FR-3,048,022中对其进行了更详细的描述。被称为“定子-格栅”电机的该电机包括转子和定子。定子包括沿着定子周向设置的多个径向通道、容纳在这些径向通道中的磁通发生器以及接纳转子的定子轴承。磁通发生器例如是线圈。径向通道包括面对磁通发生器的流体循环通路。此外，径向通道由也被称为“定子齿”的径向齿分开。

与其它两种类型的机器相比，该机器具有在冷却和电气性能方面提供更好的折衷的优势。然而，在一些运行条件下，由通过循环通路的流体流引起的冷却可能证明是不足的，流体流率被设定成达到总体系统性能目标，而与对机器的固有冷却的需要无关。

对于所有这些电机，定子的冷却是对于提高电机的寿命、增加其运行范围和提高其效率的主要挑战。然而，这种冷却又不应影响最大输出功率。类似地，冷却不应显著影响系统的成本或尺寸。此外，电机的性能对于电气化压缩机的性能非常重要，并且更确切地说，在电气化涡轮增压器的情况下非常重要。

对于所有类型的电机都出现类似的问题。

此外，对于电气化涡轮增压系统类型的解决方案，当通过电机的流率高时，使用定子格栅电机可能显得受限。它可能产生高压降，从而可能降低系统的整体性能。

为了满足上述要求，本发明涉及一种电机，包括转子、定子、外壳和用于冷却所述定子的装置，转子和定子沿着纵向轴线是同轴的，定子包括磁通发生器。定子冷却装置包括至少两个流体循环装置。至少一个第一循环装置在定子内纵向延伸，并且至少一个第二循环装置围绕定子的周边定位。因此，电机设置有有效的冷却装置，该冷却装置定位成尽可能靠近磁通发生器并且位于磁通发生器的任一侧上，而不影响磁通或铁损。此外，这种冷却装置不会引起显著的额外成本或系统尺寸的重大变化。这种冷却装置简单，并且它不使用闭合流体回路，闭合流体回路会需要添加泵和其它设备，并且引起流体消耗。最后，通过不使所有工作流体通过定子格栅，实现了限制由机器对流体产生的压降。

本发明还涉及一种配备有这样的电机的压缩设备以及用该类型的电机电气化的涡轮增压器。

发明内容

根据本发明的设备涉及一种电机，该电机包括转子、定子、外壳和用于冷却所述定子的装置，转子和定子沿着纵轴线是同轴的，定子包括磁通发生器，特征在于，所述用于冷却所述定子的装置包括至少两个流体循环装置，至少第一循环装置在所述定子内纵向延伸，并且至少第二循环装置围绕所述定子的周围定位。

有利地，定子包括沿着所述定子周向设置的多个径向通道，所述径向通道由径向齿界定，所述磁通发生器被容纳在所述径向通道中，所述径向通道形成面向所述磁通发生器的所述至少第一流体通道。

优选地，流体可以是空气，并且更优选地是取自周围介质的、在周围温度下的空气。

根据本发明的一实施例，至少第二循环装置设置在所述磁通发生器和外壳之间

根据本发明的一变型，通入所述至少第二循环装置的入口相对于所述至少第一循环装置是径向的。

替代地，所述至少第二循环装置的入口是轴向的。

根据本发明的一实施例，所述第二循环装置的出口是径向的。

替代地，所述第二循环装置的出口是轴向的。

有利地，第二循环装置在其出口处包括用于基本上径向定向流体流的装置，以混合在所述至少两个循环装置中循环的所述流体。

有利地，所述至少第二循环装置包括位于所述至少第二循环装置的入口或出口处的主动或被动流量调节装置。

优选地，所述至少第二循环装置包括在所述至少第二循环装置的水平处的翅片，并且优选地翅片从所述至少第二循环装置的、与流体流动方向正交的部段的一端延伸到另一端。

本发明还涉及一种用于气态或液态流体的压缩设备，该压缩设备包括压缩装置，压缩装置具有用于待压缩的所述流体的进口、用于所述经压缩的流体的出口，所述用于压缩所述流体的装置由压缩机轴承载并被容纳在所述进口和所述出口之间，并且包括根据上述特征中的一项的电机，所述电机相对于流体的流动方向位于所述压缩装置上游。

此外，本发明还涉及一种电气化的涡轮增压器设备，其包括根据上述特征中的一项的压缩设备和包括膨胀装置，所述膨胀装置和所述压缩设备紧固于同一旋转轴，从而允许所述膨胀装置和所述压缩设备共同旋转。

附图说明

根据本发明的系统的其它特征和优点将从参照附图、阅读对以非限制性示例的方式给出的实施例的以下描述中变得明了，附图中：

-图1示出了本发明的电机的第一实施例，

-图2示出了本发明的电机的第二实施例，

-图3示出了本发明的电机的第三实施例，

-图4示出了本发明的电机的第四实施例，

-图5示出了本发明的电机的第五实施例，

-图6示出了本发明的电气化压缩设备，并且

-图7示意地示出了本发明的电气化涡轮增压器设备。

具体实施方式

本发明涉及一种包括转子、定子、外壳和定子冷却装置的电机。转子和定子用于产生电流(电机的“发电机”模式)或由电流驱动转子旋转(电机的“马达”模式)。外壳，也简称为壳体的目的是保护电机的内部设备(包括转子和定子)免受外部侵害(如，溅水)，并且保护用户免受电气危险和与电机有关的所谓的“旋转电机”风险。转子和定子沿着纵向轴线是同轴的，从而允许转子在定子中旋转。定子包括磁通发生器，例如线圈。当电机以“马达”模式运行时，磁通发生器产生驱动转子旋转的磁通，该转子配备有诸如永磁体的磁性接收器。当电机以“发电机”模式运行时，转子的旋转以及因此其永磁体的旋转在磁通发生器(因此作为接收器运行)中产生感应电流。

冷却装置用于冷却机器，使得机器可以在最佳温度范围内运行。因此，电机的寿命及其效率增加。电机的性能也得以改善。

冷却装置包括至少两个流体循环装置。

至少第一循环装置在定子中(在定子内)纵向延伸。因此，流体沿纵向方向完全通过定子，使得可以捕获电机定子的大部分热损失，这可能借助于定子格栅。

至少第二循环装置围绕定子的周边定位。当转子定位在定子中时，则该至少第二循环装置定位在定子外部、在定子和外壳之间。该第二循环流体流尽可能靠近磁通发生器地流过，这改善了磁通发生器的冷却，并因此提高了电机的性能和效率。如果可能的话，仅有壁将第二循环流体流与磁通发生器分开，壁防止流体与磁通发生器之间的直接接触。

所述至少两个循环装置在开放回路中运行。因此，闭环循环不必需要泵、管件和辅助设备。当所述至少两个流体循环装置仅由磁通发生器分开时，即当流体循环装置位于磁通发生器的任一侧上，因此尽可能靠近磁通发生器经过时，冷却装置的效率得到提高。

具有至少两个流体循环装置的冷却装置的这种构造是特别有利的。相对于仅使用一个或另一个循环装置的构造，它允许增加流体通道截面，而不增加空气间隙。通过增加通道截面，流体流速因此可以增加而不会引起额外的压降。另一方面，在仅使用两个流体循环装置中的一个的构造中，流体通道截面的增加将更大，并且将会需要机器的总体尺寸更显著的增大。因此，由于压降，通过机器的流体的流量将受到限制。

增加电机中的流体的流量允许改善电机的固有冷却。此外，通过将流体循环分成至少两个部分，一部分在定子内部，并且至少另一个部分在定子的外周上，并且更具体地，如果循环流在磁通发生器的任一侧上通过，则提高了冷却有效性。因此，对于相同的机器尺寸，可以增加其功率，或者对于相同功率的机器，可以使其更紧凑。此外，磁通发生器的温度降低允许减小它们的电阻，并因此减少焦耳损失，从而使得可以进一步提高效率。

当在电机下游使用压缩装置(例如压缩机)时，该冷却装置是特别相关的。实际上，增加到达压缩装置入口的流率而不影响电机中的压降使得压缩装置性能得到改善。因此，由这种机器供电(电气化)的压缩装置，并且更确切地说是电气化的涡轮增压器设备，通过在电机上获得的增益与在压缩装置上获得的增益之间的协同作用而表现出显著的性能增益。

在此，本发明涉及所有类型的电机，包括具有定子格栅的电机和具有大气隙的电机。

根据本发明的电机的一实施例，定子可包括沿着圆柱形或基本上圆柱形的定子周向设置的多个径向通道。径向通道可以由径向齿界定，并且磁通发生器可以被容纳在径向通道中，这些径向通道因此形成面向所述磁通发生器(例如线圈)的至少一个第一流体通道。在这种情况下，该电机是定子-格栅电机。

包括至少两个如上所述的循环装置的冷却装置特别适合于定子-格栅电机。实际上，定子-格栅电机设计成允许定子内显著的流体流动。设置在定子的周边上、优选地设置在磁通发生器与外壳之间的至少一个第二循环装置允许进一步改善冷却，例如，在磁通发生器中引起强电流的操作期间，并且因此允许进一步改善显著的焦耳损失。这种附加的冷却也使得通过降低温度并因此减少磁通发生器的电阻来提高电机的寿命以及电机的效率成为可能。

此外，由于定子-格栅电机的构造，定子中的流率已经较高，因此第二循环装置的通道截面可以减小，从而限制了空间约束。利用该第二循环装置，可以减小定子内的通道截面，因此限制空间约束和定子中使用的材料的量，这涉及系统成本的降低以及铁损的减少，电机包括较少的含铁材料。

优选地，流体可以是空气，并且优选地是取自周围介质的空气。因此，不需要消耗专用流体，这一方面降低了冷却装置的成本，并且另一方面避免了使用会影响成本并涉及失效风险的泵、罐、管件和其它辅助设备。

根据本发明的一变型，至少第二循环装置可设置在磁通发生器和外壳之间。因此，流体循环尽可能靠近磁通发生器发生，提供改善冷却。

优选地，至少第二循环装置可由例如在磁通发生器的外径与外壳的内径之间的环形空间构成。

该至少第二循环装置也可以由一组圆形截面的纵向空间构成，该空间呈金属质量块中的插入的管或孔的形式，这些空间优选地围绕磁通发生器均匀分布，从而尽可能均匀地带走热能。

根据本发明的电机的一实施例，定子、转子和外壳的形状可以是圆柱形、大致圆柱形或环形的。第二循环装置的入口可以是相对于第一循环装置径向的。在这种情况下，进入机器的流动被部分地转向。流的一部分纵向地继续并且穿过定子，并且被转向的部分径向地进入至少第二循环装置，流分布通过电机上游/下游的压力差来被动地实现。这种构造使机器设计简化，其中，单个空气入口代替了两个分开的入口。

替代地，至少第二循环装置的入口可以是轴向的。在这种情况下，电机具有两个分开的空气入口。通过这两个空气入口流入的流体可以来自或可以不来自电机上游的相同流体流。轴向的入口是有利的，因为它使得相对于径向入口的压力损失减少。

根据本发明的系统的一个变型，至少第二循环装置的出口可以是径向的。因此，离开至少第一循环装置和至少第二循环装置的流的汇合可以在流体离开电机之前发生，从而使出口流均匀化。

替代地，至少第二循环装置的出口可以是轴向的。在这种情况下，电机具有两个分开的空气出口。这两个空气出口可以在电机下游汇合或不汇合在同一流体流中。轴向出口是有利的，因为它使压力损失减少。

有利地，至少第二循环装置可在其出口处包括用于基本径向定向流体流的装置，以混合至少两个循环装置中循环的流体。该基本径向定向装置的功能是定向循环流体流，从而向其施加围绕电机的纵向轴线的旋转运动，称为“预旋转”。当压缩机沿流体循环方在所使用在电机的下游时，该功能特别有利。实际上，流体的预旋转运动允许通过增加压缩机的使用面积来改变压缩机的运行范围，特别是朝向低流率和高压缩比(压缩比是压缩机出口压力与压缩机入口压力之比)。该基本上径向定向装置可以例如由叶片或基本上或部分类似于叶片的部分组成。它也可以由圆形部分组成：例如，圆形旋转部分和圆形静止部分，这两个部分中的至少一个被穿孔，使得在旋转期间，穿孔或多或少地打开、交替地完全打开、部分地关闭、完全地关闭、部分地打开、完全地打开等。

有利地，至少第二循环装置可包括位于至少第二循环装置的入口或出口处的主动或被动流量调节装置。这种调节装置允许或不允许在第二循环装置中循环。这由避免在不相关时的通过而改善了机器的运行。当有用时，特别是在高流率的情况下或者是为了改变电机下游的流动方向，或者控制流量调节装置提供适当的开口(开度)(主动流量调节装置)，或者在该流量调节装置中产生的压降使得部分的流动进入第二循环装置(被动流量调节装置)。被动流量调节装置具有低成本的优点，并且它不需要控制。被动流量调节装置例如可以包括一个或多个经校准的开口，例如经校准的孔。它也可以包括在第二循环装置的入口处的相关的定向，这产生了适当的压降，使得流体以给定的流率进入第一循环装置。另一方面，主动系统提供流量调节和更合适的运行。例如，它可以是“开-关”阀、球阀类型的调节阀或一组叶片。

优选地，至少第二循环装置可包括在第二循环装置的高度处的翅片。翅片增加了热交换表面积，并且因此改善了机器的冷却。

优选地，翅片可从第二循环装置的与流体流动方向正交的部段的一端延伸到另一端。例如，当定子和外壳是圆柱形时，翅片可从定子的外径延伸至外壳的内径。因此，热交换表面积得到改善。

本发明还涉及一种用于气态或液态流体的压缩设备，包括压缩装置，压缩装置具有用于待压缩流体的进口和用于经压缩流体的出口。流体压缩装置由压缩机轴承载并被容纳在进口与出口之间。该设备包括根据上述特征中的至少一个的电机。电机可以相对于流体的流动方向定位在压缩装置上游。使用如上所述的电机允许通过电机的性能改善、压缩机入口处的增加流率和压缩机的运行范围改变从而增加其使用面积来改善电动压缩机的性能，例如使用预旋转来显著地增加低流率和高压缩比。沿相反方向的预旋转也允许压缩机的运行范围扩展到高流率。

本发明还涉及一种电气化涡轮增压器设备，其包括膨胀装置和如上所述的压缩设备。膨胀装置和压缩设备紧固到同一旋转轴，因此实现了膨胀装置和压缩设备的共同旋转。对具有上述特征之一的电气化压缩机的改进允许提高电气化涡轮增压器的性能。

作为非限制性示例，图6示意地示出根据本发明的呈电气化压缩机20形式的电气化压缩设备。该系统包括旋转轴1、电机10和压缩装置15(例如压缩机)。流体沿虚线箭头的方向流过系统。电机10沿流体的流动方向位于压缩装置15上游，从而提供对其冷却更有利的热学调节。引导系统2用于承受力，特别是组件的质量，并用于设立轴承。优选地，压缩装置15设置在电机10下游，紧接着电机10之后。由于定位为尽可能靠近电机10，使得压缩装置15可以受益于流过电机的高气流。

电机包括转子3和定子12。定子12是静止的。转子3和压缩装置15通过由旋转轴1引起的共同动作而旋转。在电机10中引起的磁场可以产生转子3的旋转，驱动旋转轴1本身驱动压缩装置15。在某些情况下，在压缩装置减速时，运行可逆：压缩装置15的旋转驱动旋转轴1，旋转轴1又引起转子3的旋转，从而在电机10内发电。

图7通过非限制性示例示出了电气化涡轮增压器装置30的示例，该电气化涡轮增压器装置30包括电气化压缩机20和膨胀装置25(在此为涡轮机)。电气化压缩机20与图6所示的压缩机相同。在电气化涡轮增压器30中，提供电机10和压缩装置15的共同旋转的旋转轴1在引导系统2的另一侧上延伸，并且还提供膨胀装置25的旋转。膨胀装置25相对于引导系统2位于与电气化压缩机相对的一侧上。然而，在不限制本发明的情况下，其它布置也是可能的。

图1至图5示出了本发明的定子-格栅电机类型的电机的多个实施例，但是本发明可以不受限制地用于其它类型的电机。

此外，对于图1至图5，转子3、轴1、引导系统2、定子格栅4、外壳6和磁通发生器5形成圆柱形或环形或基本上圆柱形或环形部件。在这些图中，虚线箭头表示流体通过电机的循环方向，这些循环是开环循环。

作为非限制性示例，图1示意地示出本发明电机的第一实施例。

图1所示的电机包括旋转轴1、引导系统2、转子3、定子栅格4、磁通发生器5和外壳6，引导系统作为非限制性示例可以包括轴承，用于引导和与辅助设备连接的滚动轴承。磁通产生器5，例如是线圈定位在定子格栅4中，在定子格栅4的外周部分中，磁通产生器5的外径和定子格栅4的外径基本上彼此融合。定子栅格4和磁通发生器5构成电机的定子。如在专利申请FR-3,041,831(WO-2017/050,577)和FR-3,048,022中更详细地描述的，定子格栅4包括形成循环通路的径向腹板。因此，流体可以在这些循环通路中循环，从而形成至少第一循环装置，并且流体可因此冷却在其内径上的磁通发生器5以及定子格栅4。由径向腹板产生的显著的热交换表面为电机提供高效冷却。

轴线xx是转子3和轴1绕其旋转的纵向轴线，转子3固定地安装在旋转轴1上，因此提供轴1和转子3共同旋转。由定子格栅4和磁通发生器5组成的定子环绕转子，并且它是静止的。在转子与定子之间设有空气间隙。

引导系统2用于承受力，特别是电机的质量，并用于设立轴承，作为非限制性示例，这使得能够在旋转轴1和固定的框架(未示出)之间进行连接。

流体在该电机中循环。流体可以是空气，优选地是取自周围介质的空气。流体循环是开环循环

在图1中，流入机器的流体分为多个部分。第一流F1B的第一部分直接进入定子格栅4的循环通路，因此形成至少第一循环装置。第一流F1B可以进入另一种类型电机的定子中。该第一流的一小部分进入气隙(在转子3和定子格栅4之间形成的空间)：它是流F1A。

第二循环流F2从第一循环流F1A/F1B转向，并且在通过至少第二循环装置之前被送至入口ER2，在此为径向的入口。该第二循环装置是在磁通发生器5和外壳6之间的环形部段。优选地，该第二循环装置靠近磁通发生器5的外径，从而优化其冷却。然后，循环流的该第二部分通过流经径向出口SR2离开，与由流F1A，F1B和F2生成的流的第一部分合并。因此，离开电机的流是由流F1A、F1B和F2重新构成的流。

也可以将循环流定向装置(未示出)集成在径向出口SR2上。该定向装置允许混合来自第二循环流F2的流和来自第一流F1A和F1B的通过空气间隙和定子的两部分的流，并允许对其施加围绕旋转轴线的预旋转。当压缩设备，具体是涡轮增压器装置位于电机之后时，流动的这种预旋转是特别有利的。实际上，在压缩设备入口处的流体的这种预旋转允许其效率增加。该预旋转例如可以由叶片或叶片件引起。

对于图2至图5，与图1相同的附图标记完全对应于图1的附图标记。在这些附图中不对其进行详细描述。

作为非限制性示例，图2示意地示出本发明的系统的第二实施例。该实施例与图1区别在于，增加了位于磁通发生器5的外径上的翅片8和位于沿着磁通发生器5的纵向轴线xx的两个纵向端部处的翅片8。这些翅片促进了磁通发生器5与循环流F2之间的热交换。翅片8特别地可以从磁通发生器5的外径定位并且延伸到外壳6的内径。因此，交换表面积最大并且冷却最佳。有利地，在翅片8和外壳6之间保持间隙，即使是很小的间隙都可能是有利的，从而避免将热量从外部环境传导到电机的定子(例如，车辆的停在高速公路的一侧上的情况)。

该实施例还包括流量调节装置7，其位于进入至少第二循环装置的第二循环流F2的径向入口ER2处。这些流量调节装置7允许或不允许流体进入循环装置中以使流F2通过。它们可以特别地以“开-关”模式打开或关闭通道部段，或者以受控的方式打开通道部段，因此根据需要提供或多或少的大的通道部段。无限制地，流量调节装置可以是简单的经校准的孔，其允许在一定的压力/流率条件下使流F2通过(被动系统)，是“开-关”阀(主动或被动系统)或是调节阀(主动系统)，诸如举例来说球阀。

对于图3至图5，与图2相同的附图标记完全对应于图2的附图标记。在这些图中不对它们进行详细描述。

图3示出了本发明的电机的第三变型。在该图中，流量调节装置位于至少第二循环流F2的径向出口SR2上。该构造具有与图2相同的功能，即允许或不允许流体在第二循环装置中通过。将流量调节装置定位在至少第二流动的出口处使得也可以集成循环流定向装置。该定向装置允许既混合来自第二循环流F2的流和来自第一流F1A和F1B的通过空气间隙和定子的两部分的流，又允许对其施加绕旋转轴线的预旋转。当诸如压缩机的压缩设备，具体是涡轮增压器装置定位在电机之后因此产生电气化压缩机或电气化涡轮增压器时，这种流动的预旋转特别有利。实际上，在压缩机入口处的流动的这种预旋转允许其效率增加。该预旋转例如可以由叶片或叶片件引起。

对于图4和5，与图3相同的附图标记完全对应于图3的附图标记。在这些附图中未对其进行详细描述。

作为非限制性示例，图4示意性示出本发明的电机的第四变型。该图与上面的图1至图3的不同之处在于，流体向第二循环装置的流入不再是径向地发生，而是轴向地发生。因此，电机不再具有单个流体入口，而是两个流体入口。然而，通过这两个入口的流体入流可以来自或可以不来自电机上游的相同流体流。例如，可以是同一管道，其直径将包括电机的两个轴向入口。因此，流EL2的入口是轴向的，平行于旋转轴线xx。轴向入口EL2允许相对于径向入口降低压降。

流F2的出口保持径向，并且在径向出口SR2上设有流量调节装置7，该流量调节装置可以包括或可以不包括用于引起或不引起流的预旋转的出口流定向装置。

在图4中，翅片8全部围绕磁通发生器5设置。实际上，如图2和图3所示，翅片8位于磁通发生器的外径上，又位于磁通发生器的纵向两端处，并且位于磁通发生器5的内径上。通过完全围绕磁通发生器5，翅片8提供了更好的冷却，同时增加了交换表面积。

作为非限制性示例，图5示意性示出本发明的电机的第五变型。该图与图4的不同之处在于，图4所示的翅片8被次级冷却系统9代替。该次级冷却系统例如可以包括用于流体、优选为液态流体的闭合冷却回路。

本发明尤其与诸如涡轮机的其它应用场合特别相关，特别是微型涡轮机类型或涡轮机发电机类型的涡轮机。

Claims

1.一种电机(10)，包括转子(3)、定子(12)、外壳(6)和用于冷却所述定子的装置，所述转子(3)和所述定子(12)沿着纵向轴线(xx)是同轴的，所述定子(12)包括磁通发生器(5)，其特征在于，所述用于冷却所述定子(12)的装置包括至少两个流体循环装置，至少第一循环装置在所述定子(12)内纵向延伸，并且所述第二循环装置围绕所述定子(12)的周边定位。

2.如权利要求1所述的电机(10)，其特征在于，所述定子(12)包括沿着所述定子(12)周向设置的多个径向通道，所述径向通道由径向齿界定，所述磁通发生器(5)被容纳在所述径向通道中，所述径向通道形成面向所述磁通发生器(5)的所述至少第一流体通道。

3.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述流体是空气，并且更优选地是取自周围介质的、在周围温度下的空气。

4.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，至少第二循环装置设置在所述磁通发生器(5)和所述外壳(6)之间。

5.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述至少第二循环装置的入口是相对于所述至少第一循环装置径向的。

6.如权利要求1至4中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述第二循环装置的入口是轴向的。

7.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述第二循环装置的出口是径向的。

8.如权利要求1至6中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述第二循环装置的出口是轴向的。

9.如权利要求7所述的电机(10)，其特征在于，第二循环装置在其出口处包括用于基本径向定向流体流的装置，以混合在所述至少两个循环装置中循环的流体。

10.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述至少第二循环装置包括定位在所述至少第二循环装置的入口(ER2、EL2)处或在出口(SR2)处的主动或被动流量调节装置(7)。

11.如前述权利要求中任一项所述的电机(10)，其特征在于，所述至少第二循环装置包括在所述至少第二循环装置的高度处的翅片(8)，并且优选地，所述翅片从所述至少第二循环装置的与流体流动方向正交的部段的一端延伸到另一端。

12.一种用于气态或液态流体的压缩设备(20)，所述压缩设备包括压缩装置(15)，所述压缩装置具有用于待压缩的所述流体的进口，用于经压缩的所述流体的出口，用于压缩所述流体的所述压缩装置(15)由压缩机轴(1)承载并被容纳在所述进口与所述出口之间，并且包括如上述权利要求中任一项所述的电机(10)，所述电机(10)相对于流体的流动方向位于所述压缩装置(15)上游。

13.一种电气化的的涡轮增压器设备(30)，其包括如权利要求12所述的压缩设备(20)和包括膨胀装置(25)，所述膨胀装置(25)和所述压缩设备(20)紧固于同一旋转轴(1)，因此允许所述膨胀装置(25)和所述压缩设备(20)共同旋转。