CN114616749A - 用于冷却分段电导体的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却旋转电机(1)的定子(2)的一个或多个电导体(22)的冷却装置(3)，所述装置(3)包括冷却流体(32)的至少一个冷却回路(31)，所述至少一个冷却回路用于布置成在所述电导体的焊接步骤过程中与一个或多个电导体(22)中的至少一部分热接触。

Description

用于冷却分段电导体的冷却装置

技术领域

本发明要求于2019年10月31日提交的法国申请1912299的优先权，该申请的内容(文本、附图和权利要求)在此并入本文引作参考。本发明涉及一种用于冷却旋转电机的定子的一个或多个待焊接电导体的冷却装置。

本发明更具体地涉及交流式同步或异步电机。本发明尤其是涉及电动机动车辆(Battery Electric Vehicle)和/或混动机动车辆(Hybrid Electric Vehicle-Plug-inHybrid Electric Vehicle)的牵引或推进机器，所述机动车辆例如是个人轿车、小型卡车、大货车或公交车。本发明还应用于用于工业应用和/或产能应用(尤其是航海应用或风力应用或航空应用)的旋转电机。

背景技术

在所谓的具有经抬高边缘(àbords relevés)(也就是说，具有处于同一高度上的电导体)的配置中的多个相邻电导体的焊接导致难以穿透的焊接。此外，每个电导体的股线(brins)数量越多，用于实施电导体焊接所需的焊接能量就越多。

当焊接所需的能量非常高以便增加焊接的穿透性时，存在由于所述能量在待焊接端部中的积聚、然后由于该待焊接端部的熔化和崩塌而毁坏所述电导体的风险。

该高能量的提供还可造成绝缘体和电线以及潜在地所述定子的凹槽的明显退化，这可导致运行故障。

这还可表现成在焊接之前需要增加所述电导体的股线的高度，这会导致较大的髻部(chignon)高度。

存在的需求在于，简单地把所述电导体焊接在一起，而在焊接操作时不存在损坏所述电导体的风险。

本发明旨在通过使多余的能量穿过冷却装置排出和疏导来允许电导体的容易焊接。

发明内容

冷却装置

根据本发明的第一方面，本发明由此旨在提供一种用于冷却旋转电机的定子的一个或多个电导体的冷却装置，所述装置包括冷却流体的至少一个冷却回路，所述至少一个冷却回路用于布置成在所述电导体的焊接步骤过程中与一个或多个电导体中的至少一部分热接触。

当电导体足够接近成使得可发生与所述冷却流体的热量交换时，所述电导体处于“热接触”状态。这种装置能够有效地排出经传输至所述电导体的用于实施焊接的热量。由此，可能实施的焊接包含其所具有的通过截面比传统地实施的电导体更高的电导体。该冷却装置还能够焊接包括更多数量的股线的电导体。

根据本发明的装置能够限制来自焊接的经熔化材料的流动。由此可更好地掌控所述焊接的几何形状。

根据本发明的冷却装置还能够在所述焊接步骤时良好地使所述电导体维持在位置上。

所述电导体至少可呈、甚至是所述电导体中的大多数可呈U形销(épingles)或I形销的形式。

所述电导体中的至少30％可与所述冷却装置热接触。所述电导体中的至少50％可与所述冷却装置热接触。在实施例中，所述定子的全部电导体与根据本发明的冷却装置热接触。

所述装置可具有基本扁平的形式。该装置可包括上部面和下部面。所述下部面例如用于在所述焊接步骤期间与所述定子相面对。

优选地，所述装置可具有其形式类似于所述定子的横截面的形式的轮廓。例如，所述装置具有圆形的形式。

有利地，所述冷却回路可配置用于设置出用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间。

在实施例中，由所述冷却回路设置出的用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间位于所述电机的定子的凹槽上方。

所述用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间可具有基本长方形的且尤其是长方形的形式。在变型中，所述装置可包括单个接收空间，该单个接收空间具有环的形式。呈环形式的该接收空间可沿着所述装置的整个周界延伸。

所述冷却回路可布置在所述齿上方且在所述定子的凹槽之间。由此，布置在所述凹槽中的电导体可容易地插入在所述冷却装置中。

在实施变型中，所述冷却装置设置出与所述定子中的凹槽同样多的用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间。

在变型中，所述冷却装置设置出比所述定子中的凹槽更少的用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间。在该情况下，存在于不同的凹槽中的电导体的自由端部可插入在同一用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间中。例如，当所述冷却装置设置出比所述定子中的凹槽少一半的用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间时，则布置在两个相邻凹槽中的电导体的自由端部可插入在同一空间中。

在实施例中，所述冷却装置设置出单个用于接收所述定子的全部凹槽的电导体的自由端部的接收空间。在该实施例中，布置在所述定子的凹槽中的电导体全都插入在由所述冷却装置设置出的单个空间中。

所述装置的下部面可具有在用于接收待焊接电导体的自由端部的接收空间位置处经斜切的形式。

这些引入斜切面能够便利化所述装置安置就位在所述电机(对其实施所述焊接步骤)的定子上。特别是，这些斜切面便利化了所述电导体插入到所述装置中。

所述冷却回路可配置用于由冷却流体流经，所述冷却流体相对于所述旋转电机的旋转轴线周向地和/或径向地流通。

所述冷却流体可例如包含水、油、空气或乙二醇，该列表并不是限制性的。所述装置的冷却回路可包括多个冷却流体输入点。

所述装置可配置用于确保所述冷却流体在所述冷却回路中的交叉流通。例如，所述冷却回路包括两个输入点。在变型中，所述冷却回路包括多于两个输入点。

在实施例中，所述冷却流体在所述定子的齿中的全部或部分上方从内向外径向地流通。在变型中，所述冷却流体在所述定子的齿中的全部或部分上方从外向内径向地流通。在另一实施例中，所述冷却流体在所述定子的第一齿上方从内向外径向地流通，然后在例如与所述第一齿相邻的第二齿上方从外向内径向地流通。

有利地，布置在所述定子的同一凹槽中的电导体的径向侧面中的至少一个和/或周向侧面中的一个与所述冷却回路热接触。

“径向侧面”理解成电导体的沿所述机器的径向方向延伸的侧面。“周向侧面”理解成电导体的沿围绕所述机器的旋转轴线的周向方向延伸的侧面。

在实施例中，所述定子的电导体中的每个的全部径向侧面和全部周向侧面与所述装置热接触。

在变型中，所述定子的电导体中的每个的全部径向侧面与所述装置热接触，并且，所述电导体中的每个的任何周向侧面不与所述冷却装置热接触。

在变型中，所述电导体中的每个的全部周向侧面和仅一个径向侧面与所述冷却装置热接触。

还在变型中，所述电导体中的每个的仅一个径向侧面与所述冷却装置热接触。

在另一变型中，所述电导体中的每个的仅一个径向侧面和周向侧面与所述冷却装置热接触。

在另一实施例中，一些电导体仅由其周向侧面与所述冷却装置热接触，并且，所述电导体中的其余部分由径向侧面和周向侧面进行热接触。

所述冷却回路可包括用于使所述冷却流体流通的管道。所述管道可在待焊接电导体的自由端部之间蜿蜒(serpenter)。

“蜿蜒”理解成发展成形成起伏(ondulations)的行为。在特优实施例中，所述冷却回路例如在全部电导体之间规律地蜿蜒。由此，每个起伏包围布置在所述定子的同一凹槽中的电导体。

在变型中，该管道围绕布置在不同的凹槽中的电导体地蜿蜒。例如，每个起伏包围布置在两个相邻凹槽中的电导体。例如，每个起伏包围布置在三个相邻凹槽中的电导体。

在变型中，所述冷却回路在所述电导体之间不规则地蜿蜒。

所述冷却回路可包括两个同心部分，所述两个同心部分径向地布置在所述定子的电导体两侧。所述两个部分可通过径向通道连通，所述径向通道布置在所述电导体之间且在所述定子的齿中的全部或部分上方。

冷却回路的第一部分布置在所述定子内部且在由所述电导体限界的空间中。冷却回路的第二部分布置在所述定子外部且在由所述电导体限界的空间之外。对于每个冷却回路部分，可存在所述冷却流体的一个或多个输入点。所述一个或多个输入点可与布置在外部的冷却回路部分连接。所述冷却流体于是从外向内地流动。

在变型中，所述一个或多个输入点可与布置在内部的冷却回路部分连接。所述冷却流体于是从内向外地流动。

还在变型中，可存在位于两个冷却回路部分上的一个或多个输入点。

所述冷却回路可包括两个同心部分，所述两个同心部分不连通且径向地布置在所述定子的电导体两侧。所述冷却流体可在所述部分中的每个中沿相反的方向流通。

所述冷却回路的两个同心部分可由反向旋转(contrarotatifs)的冷却流体流经。在变型中，所述两个同心部分可由沿相同方向(例如沿围绕所述电机的旋转轴线的逆时针方向(sens trigonométrique direct))流通的冷却流体流经。还例如，所述两个同心部分由沿围绕所述电机的旋转轴线的顺时针方向(sens trigonométrique indirect)流通的冷却流体流经。

冷却回路的第一部分布置在所述定子内部且在由所述电导体限界的空间中。冷却回路的第二部分布置在所述定子外部且在由电导体集合限界的空间之外。

在实施例中，所述外部部分可由沿逆时针方向流通的冷却流体流经，并且，所述内部部分可由沿顺时针方向流通的冷却流体流经。在变型中，所述外部部分可由沿顺时针方向流通的冷却流体流经，并且，所述内部部分可由沿逆时针方向流通的冷却流体流经。

所述装置可至少部分地通过增材制造、例如借助于3D打印机来制造。

这种制造方法能够制造特定地适用于定子(对其实施所述焊接操作)的冷却装置。

组合

本发明还旨在提供一种组合，所述组合包括如上文限定的冷却装置以及旋转电机的定子，所述定子包括定子质量块，所述定子质量块包括设置在齿之间的凹槽，每个凹槽接收一个或多个电导体。

所述定子可包括电导体，所述电导体至少呈、甚至是所述电导体中的大多数呈U形销或I形销的形式。

所述装置在所述定子的电导体焊接时以非零距离d维持在所述定子上方。

绕组

所述电导体可形成单个绕组(尤其是整数槽绕组或分数槽绕组)。“单个绕组”理解成所述电导体在所述定子中电气联接在一起，并且，相之间的连接实施在所述定子中(例如在端子盒中)，而不在所述定子外部。

所述电导体可形成分布式绕组。所述绕组并不在齿上集中或绕线。

在本发明中，所述绕组是整数槽绕组或分数槽绕组。所述绕组可以是整数槽绕组(在步长上存在缩短或不存在缩短)，或者在变型中可以是分数槽绕组。在实施例中，所述电导体形成尤其是具有缩短步长的分数槽绕组。

所述定子的凹槽数量可以在18与96之间，更优地在30与84之间，例如为18、24、27、30、36、42、45、48、54、60、63、72、78、81、92、96，更优地为60或63。所述定子的极数量可以在2与24之间，甚至是在4与12之间，例如为6或8。

所述绕组可包括仅一个绕线轨道或多个绕线轨道。在“电导体”中流通有通过绕线轨道的同相的电流。“绕线轨道”理解成所述机器的由同相的同一电流所流经的所有电导体。这些电导体可彼此之间串联或并联或串并联地连接。在存在仅一个轨道的情况下，所述电导体串联地连接。在存在多个轨道的情况下，每个轨道的电导体串联地连接，并且，所述轨道并联地连接。

电导体

在“电导体”中流通有绕线轨道的同相的电流。串联的多个电导体形成“线圈”(英文为“coil”)。每相的线圈数量最多等于所述定子的极数量或极对数量。

在每个凹槽中，可存在一个或多个层。“层”(英文为“layer”)是指属于布置在同一凹槽中的同相的串联电导体。在凹槽中的每层中，存在同相的电导体。通常，定子的电导体可分布在一个层中或两个层中。当所述电导体分布在仅一个层上时，每个凹槽仅容置同相的电导体。

在本发明中，所述电导体可仅分布在两个层上。在该情况下，一个或多个凹槽可容置两个不同相的电导体。对于具有缩短步长的绕组，也是如此情况。在实施例中，所述绕组不可包括多于两个层。在实施例中，所述绕组尤其是没有设有四个层。

容置在第一凹槽中的至少一个第一电导体可与容置在第二凹槽中的第二电导体在所述凹槽的出口处电气联接。

“电气联接”理解成任何类型的电气连接，所述电气连接尤其是通过使用不同的可能焊接方法(尤其是激光、TIG、感应、摩擦、超声波、振动或钎焊)来焊接或通过机械夹紧(尤其是例如通过镶嵌、螺接或铆接)来实施。

优选地，所述第一凹槽和第二凹槽是非接连的。

所述第一电导体和第二电导体可在所述第一凹槽和第二凹槽的出口处电气联接，也就是说，正好在所述电导体离开所述两个凹槽之后，电气联接形成在所述电导体上并且在所述定子质量块的轴向端部处。所述电气连接可实施在与所述机器的旋转轴线垂直的平面中。所述电气联接的平面可远离所述定子质量块少于60mm，更优地少于40mm，例如为大约27mm或38mm。

容置在第一凹槽中的电导体中的大多数中的每个可与分别容置在第二凹槽中的第二电导体在所述凹槽的出口处电气联接。至少一个凹槽(更优地所述凹槽中的大多数，甚至是所述凹槽中的超过一半，更优地所述凹槽中的三分之二，甚至是全部凹槽)可包括第一电导体，所述第一电导体中的每个与分别容置在第二凹槽中的第二电导体在所述凹槽的出口处电气联接。

在实施例中，所具有的自由端部处在围绕所述机器的旋转轴线的同一周向位置处的全部电导体无论其径向位置如何都电气联接在一起。

所述第一电导体和第二电导体中的每个可包括倾斜部分。所述倾斜部分可沿围绕所述机器的旋转轴线的周向方向延伸。两个倾斜部分可配置用于一个朝向另一个地趋近，并由此能够实施所述电气连接。

电导体可包括两个倾斜部分(在自身的两个端部中的每个处各一个)。同一电导体的两个倾斜部分可沿相反的方向延伸。所述两个倾斜部分可一个相对于另一个地发散。所述两个倾斜部分可一个相对于另一个地对称。

所述电导体中的大多数可包括一个或多个如上文描述的倾斜部分。

所述电导体可分布地布置在所述凹槽中。“分布”理解成出发电导体和返回电导体中的每个容置在不同的且非接连的凹槽中。所述电导体中的至少一个可依次地从两个非接连的凹槽中通过。

所述电导体可成行地布置在所述凹槽中。“行”理解成所述电导体不是杂乱地而是有序地布置在所述凹槽中。所述电导体以非随机方式在所述凹槽中堆叠，例如按照沿径向方向对齐的电导体行布置。在变型中，所述电导体布置成沿着一行电导体，该行电导体沿围绕所述机器的旋转轴线的周向方向对齐。在实施例中，一个或多个电导体的股线布置成沿着一行电导体股线，该行电导体股线沿径向方向对齐。在变型中，所述股线布置成沿着一行电导体股线，该行电导体股线沿围绕所述机器的旋转轴线的周向方向对齐。

所述电导体可具有大体长方形的横截面，尤其是具有圆角棱。电导体的周向尺寸可基本对应于凹槽宽度。由此，凹槽在自身的宽度中可仅包括仅一个电导体。凹槽的宽度沿围绕所述机器的旋转轴线的周向尺寸测量。

所述电导体可通过自身的宽侧面(也称作平坦面)彼此相邻。

对于堆叠的优化可使得能够在所述凹槽中布置更多数量的电导体，并因此能够在恒定体积下获得更大功率的定子。

每个凹槽可包括2个至36个电导体，尤其是2个至24个电导体，更优地2个至12个电导体。每个凹槽可包括两个至八个电导体，尤其是两个至四个电导体，例如两个或四个电导体。在实施变型中，每个凹槽包括两个电导体。在另一实施变型中，每个凹槽包括四个电导体。

销

所述电导体至少可呈、甚至是所述电导体中的大多数可呈U形销或I形销的形式。所述销可呈U形(英文为“U-pin”)，或者是笔直的同时呈I形(英文为“I-pin”)。

销形式的且扁平的电导体能够增加凹槽填充率，同时使所述机器更加紧凑。由于较高的填充率，改善了在所述电导体与所述定子质量块之间的热交换，这能够减少凹槽内部的电导体的温度。

而且，由于呈销形式的电导体，可便利化所述定子的制造。此外，仅通过改变在线圈头位置处的销之间的连接就可容易地修改具有所述销的绕组。最后，所述销不必具有开口的凹槽，而是可具有封闭的凹槽，所述封闭的凹槽能够抓住所述销，并由此可省去插入定子垫片的步骤。

所述电导体、甚至是所述电导体中的大多数在所述凹槽中轴向地延伸。所述电导体可由所述机器的两个轴向端部中的一个或两个引入到对应的凹槽中。

呈I形的电导体具有两个轴向端部，所述两个轴向端部中的每个安置在所述定子的轴向端部中的一个处。所述电导体从单个凹槽中通过，并且可在所述定子的轴向端部位置处在自身的轴向端部中的每个处与两个其它电导体焊接。所述定子可例如包括六个或十二个呈I形的电导体，其它电导体可全都呈U形。

呈U形的电导体具有两个轴向端部，所述两个轴向端部两个都安置在所述定子的轴向端部中的一个处。所述电导体从两个不同的凹槽中通过，并且可在所述定子的同一轴向侧位置处在自身的轴向端部中的每个处与两个其它电导体焊接。U形的底部布置在所述定子的另一个轴向侧。

股线

在本发明中，每个电导体包括一条或多条股线(英文为“wire”或“strand”)。“股线”理解成用于导电的最基本的单元。股线可具有圆形横截面(由此可论述成“线”)或者是扁平的。扁平的股线可例如成形成U形销或I形销。每条股线都涂有绝缘釉(émail)。

每个凹槽可包括多个电导体和/或多条股线，该行为能够使由感应电流引起的损耗(或AC焦耳损耗)最小化，所述损耗随着供电频率的平方演变，在高频率下并且当运行速度较高时，这是特别有利的。由此可在高速下获得更好的效率。

所述封闭的凹槽的存在可使得能够获得从所述电导体观察到的泄露通量减小，这导致在所述股线中减小了由傅科电流(courants de Foucault)引起的损耗。

在实施例中，每个电导体可包括多个销，所述多个销中的每个形成股线，如上文提及。同一电导体的全部股线可在所述凹槽的出口处彼此电气联接。彼此电气联接的股线安置成处于短路状态。电气联接在一起的股线的数量可大于或等于2，例如在2与12之间，例如为3、4、6或8条股线。

多条股线可形成同一电导体。同相的同一电流在同一电导体的所有股线中流通。同一电导体的全部股线可尤其是在所述凹槽的出口处彼此电气联接。同一电导体的全部股线可尤其是在所述凹槽的出口处在自身的两个轴向端部中的每个处彼此电气联接。所述股线可并联地电气联接。

所具有的自由端部处在围绕所述机器的旋转轴线的同一周向位置处的全部电导体的全部股线无论其径向位置如何都可彼此电气联接。

在另一实施例中，每个电导体包括三条股线。

在凹槽包括两个电导体的情况下，所述凹槽可因此容置六条股线，所述六条股线例如分布在所述两个电导体之间。

在变型中，凹槽包括四个电导体。每个电导体可包括两条股线。所述凹槽由此容置八条股线，所述八条股线分布在所述四个电导体之间。

所述股线可定位在所述凹槽中，使得其围绕所述机器的旋转轴线的周向尺寸大于自身的径向尺寸。这种配置能够减小由所述股线中的傅科电流引起的损耗。

所述股线所具有的宽度可在1mm与5mm之间，例如为大约2.5mm或3mm。所述股线的宽度限定成其沿围绕所述机器的旋转轴线的周向方向的尺寸。

所述股线所具有的高度可在1mm与4mm之间，例如为大约1.6mm或1.8mm。所述股线的高度限定成其沿径向尺寸的厚度。

股线宽度与股线高度的比率可在1与2.5之间，更优地在1.2与2之间，甚至是在1.4与1.8之间，例如为1.56或1.66。这种比率使得能够减小由所述股线中的傅科电流引起的损耗。

所述电导体可由铜或铝制成。

绝缘

所述电导体通过绝缘涂层(尤其是釉)与外部电绝缘。所述电导体可通过绝缘体(尤其是通过至少一个绝缘片)与所述凹槽的壁分隔。这种片状绝缘体能够使所述电导体相对于所述定子质量块更好地绝缘。对于封闭的凹槽的使用可使得能够改善使所述绝缘体保持在凹槽中围绕电导体。

凹槽

所述凹槽可开口或至少部分封闭。部分封闭的凹槽能够在气隙位置处设置开口，所述开口可例如服务于用于填充所述凹槽的电导体的安置就位。部分封闭的凹槽尤其是设置在两个齿之间，所述两个齿中的每个在自身的自由端部位置处包括极靴，所述极靴至少部分地封闭所述凹槽。

在变型中，所述凹槽可完全封闭。“完全封闭的凹槽”是指不朝向气隙径向开口的凹槽。

通过使谐波含量、由所述电导体中的傅科电流引起的损耗、所述凹槽中的泄露通量以及所述气隙中的磁场扰动(fluctuations)和所述机器的发热最小化，所述封闭的凹槽的存在能够改善在气隙中的磁场质量方面的电机性能。而且，通过机械地加强所述定子和通过减少振动，这些封闭的凹槽的存在能够改善所述定子的机械刚度。

所述定子质量块可由磁性金属板的堆叠制成，所述凹槽通过切割所述金属板来形成。所述定子质量块还可由在经烧结或经粘结的磁粉质量块中进行切削(taillage)来制成。

机器和转子

本发明还旨在提供一种旋转电机(例如同步发动机或同步发电机)，所述旋转电机包括定子。所述定子可包括定子质量块，所述定子质量块包括设置在齿之间的凹槽，每个凹槽接收一个或多个电导体。所述机器可以是同步或异步的。所述机器可以是磁阻式的。所述机器可构成同步发动机。

所述机器的最大化旋转速度可以较高，例如大于10000tr/min，更优地大于12000tr/min，例如为大约14000tr/min至15000tr/min，甚至是20000tr/min或25000tr/min。所述机器的最大化旋转速度可小于100000tr/min，甚至是小于60000tr/min，更甚至是小于40000tr/min，更优地小于30000tr/min。

所述旋转电机可包括转子。所述转子可以是永恒磁体式的，具有表面磁体或埋入式磁体。所述转子可以是通量集中式的。所述转子可包括一个或多个磁体层，所述一个或多个磁体层布置成I形、U形或V形。在变型中，所述转子可涉及绕线式转子或鼠笼式转子或者可变磁阻式转子。

所述转子的直径可小于400mm，更优地小于300mm，并且大于50mm，更优地大于70mm，例如在100与200mm之间。

所述转子可包括转子质量块，所述转子质量块沿着旋转轴线延伸并且布置成围绕着轴体。所述轴体可包括用于驱动所述转子质量块旋转的转矩传输部件。

所述转子可以是悬臂式的或非悬臂式的。

所述机器可独自地插入在壳体中或插入在变速箱壳体中。在该情况下，所述机器插入在还容置了变速箱的壳体中。

由此，所述冷却装置并不建立在所述定子质量块的齿上。距离d足够小以允许在所述冷却装置与所述定子的电导体之间的热接触。距离d例如小于60mm，更优地小于40mm，例如等于大约27mm或38mm。

焊接方法

本发明还旨在提供一种用于焊接电机的定子的电导体的焊接方法，所述焊接方法至少包括以下步骤：

(a)使根据本发明的冷却装置安置就位在所述定子上，以便在所述冷却装置的冷却回路与所述定子的电导体之间建立热接触，

(b)使冷却流体在所述冷却装置中流通，

(c)促使所述电导体的熔化以使所述电导体彼此之间焊接。

使流体流通的步骤(b)和熔化步骤(c)可完全同时地进行。在变型中，使流体流通的步骤(b)和熔化步骤(c)可部分同时地进行。例如，使流体流通的步骤(b)可开始在熔化步骤(c)之前。在变型中，使流体流通的步骤(b)可开始在熔化步骤(c)之后并且在该熔化步骤之后继续。

所述熔化步骤(c)可借助于热源、尤其是激光或电弧来实施。

使用钨电极的焊接方法可以是TIG焊接(英文为“Tungsten Inert Gas”)。在该焊接方法中，电弧基于钨电极和等离子体产生。对于热源的使用能够实施所述股线的自由端部的熔化，而不损害一个或多个电导体的股线的组装。可使用仅一个热源来实施相同的焊接。在变型中，可使用多个热源来实施相同的焊接。

附图说明

通过阅读本发明下文中的非限制性实施例的细节说明和附图，将更好地理解本发明，在所述附图中：

-图1是用于依据本发明制造的定子的示意性且部分的透视图，

-图2是图1的定子的示意性且部分的透视图，

-图3是图1的定子的细节透视图，

-图4是与根据本发明的冷却装置示例热接触的两个待焊接电导体的自由端部的视图，

-图5是根据本发明的布置成与旋转电机的定子相面对的冷却装置示例的俯视图，

-图6a是根据本发明的布置成与旋转电机的定子相面对的冷却装置示例的俯视图，

-图6b是根据本发明的布置成与旋转电机的定子相面对的冷却装置示例的俯视图，

-图7a是图6a的冷却装置的细节视图，

-图7b是实施变型的细节视图，

-图8a是布置在定子的同一凹槽中且与图6a的冷却装置热接触的电导体的细节视图，

-图8b是布置在定子的同一凹槽中且与图6b的冷却装置热接触的电导体的细节视图，

-图9是根据本发明的布置成与旋转电机的定子相面对的冷却装置示例的俯视图，

-图10是布置在定子的同一凹槽中且与图9的冷却装置热接触的电导体的细节视图。

具体实施方式

图1至图3上示出了旋转电机1的定子2，所述旋转电机还包括未示出的转子。在同步发动机的范围中，所述定子能够生成用于驱动转子旋转的旋转磁场，并且，在交流发动机的情况下，所述转子的旋转引起所述定子的电导体中的电动势。

下文所示的示例是示意性的，并不一定遵循与不同构成元件有关的尺寸。

定子2包括电导体22，所述电导体布置在凹槽21中，所述凹槽设置在定子质量块25的齿23之间。凹槽21是封闭的。

电导体22包括股线33。所述股线具有大体长方形的横截面，尤其是具有圆角拐角。在所描述的示例中，股线33描述成径向地叠置成仅一行。

股线33的厚度e是其沿所述机器的径向方向的尺寸。股线33的宽度l经限定成其沿围绕所述机器的旋转轴线的周向方向的尺寸。待焊接截面的宽度L对应于每条股线的厚度e的总和。

电导体22中的大部分呈销(即U形销或I形销)的形式，并且在所述凹槽中轴向地延伸。容置在第一凹槽中的第一电导体与容置在第二凹槽中的第二电导体在所述凹槽的出口处电气联接。

所述第一凹槽和第二凹槽是非接连的。在所示的示例中，所述第一凹槽和第二凹槽由7个其它凹槽分隔。在变型中，所述第一凹槽和第二凹槽例如由3、4、5、6、8、9、10或11个其它凹槽分隔。

在所述定子质量块的轴向端部处，恰好在所述电导体离开所述两个凹槽之后，所述电连接形成在所述电导体上。所述两个电导体中的每个包括倾斜部分22b，所述倾斜部分一个朝向另一个地趋近。通过促使所述两个电导体的股线的自由端部22a的熔化来在与所述机器的旋转轴线垂直的平面中实施所述两个导体之间的电气连接。

图4示出了与根据本发明的冷却装置3热接触的两个待焊接电导体22的自由端部。

冷却装置3包括冷却回路31。在该冷却回路中流通有冷却流体32(例如水与乙二醇的混合物)。所述装置的下部面37具有斜切面的形式，该斜切面能够便利化电导体22插入到装置3中。

图5示出了布置在旋转电机的定子2上方的冷却装置3的示例。在该示例中，管道在待焊接电导体22的自由端部之间蜿蜒。装置3的冷却回路在电导体22之间规律地蜿蜒。每个起伏包围布置在定子2的同一凹槽21中的电导体22。由此，所述冷却回路设置出用于接收待焊接电导体22的自由端部的接收空间35。接收空间35例如叠置在定子2的凹槽21处。

在图4和图5上所示的实施例中，电导体22中的每个的全部周向侧面34a和仅一个径向侧面34b与所述冷却装置热接触。在该实施例中，冷却回路31包括冷却流体的单个输入点36。冷却流体32在定子2的第一齿23上方从内向外径向地流通，然后在与该第一齿相邻的第二齿23上方从外向内径向地流通。

图6a和图6b示出了根据本发明实施例的冷却装置3，该冷却装置布置成与旋转电机的定子2相面对。

所示的冷却装置3包括两个同心部分301、302，所述两个同心部分径向地布置在定子2的电导体22两侧。两个部分301、302例如在定子2的全部齿23上方通过布置在所述电导体之间的径向通道连通。

所述冷却回路设置出用于接收待焊接电导体22的自由端部的接收空间35。接收空间35例如叠置在定子2的凹槽21处。

冷却回路的第一部分302布置在定子2内部且在由电导体22限界的空间中。冷却回路的第二部分301布置在定子2外部且在由电导体22限界的空间之外。

在图6a上所示的示例中，冷却流体的输入点36与布置在内部的冷却回路部分302连接。所述冷却流体于是从内向外地流动。

在图6b上所示的示例中，冷却流体的输入点36与布置在外部的冷却回路部分301连接。所述冷却流体于是从外向内地流动。

在图6a、图7a和图8a上所示的实施例以及图6b、图7b和图8b上所示的实施例中，定子2的电导体22中的每个的全部径向侧面34b和全部周向侧面34a与装置3热接触。

在图5至图8a上所示的实施例中，接收空间35具有基本长方形的形式。

图9示出了根据本发明的冷却装置3的另一实施例，该冷却装置布置成与旋转电机的定子2相面对。

所示的冷却装置3包括两个同心部分301、302，所述两个同心部分径向地布置在定子2的电导体22两侧。两个部分301、302彼此之间不连通。所述冷却回路因此不在定子3的齿21上方且不在电导体22之间通过。

所述冷却回路设置出单个用于接收待焊接电导体22的自由端部的接收空间35。

冷却回路的第一部分302布置在定子2内部且在由电导体22限界的空间中。冷却回路的第二部分301布置在定子2外部且在由电导体22限界的空间之外。

冷却回路部分301包括冷却流体的输入点36。并且，冷却回路部分302包括冷却流体的输入点36'。

所述冷却回路的两个同心部分301、302可由反向旋转的冷却流体流经。在所示的实施例中，外部部分301由沿顺时针方向流通的冷却流体流经，并且，内部部分302由沿逆时针方向流通的冷却流体流经。

在图9和图10上所示的示例中，定子2的电导体22中的每个的全部径向侧面34b与冷却装置3热接触。电导体22中的每个的任何周向侧面34a不与冷却装置3热接触。

在图9和图10的实施例中，所述冷却装置包括单个接收空间35，该单个接收空间具有环的形式。该接收空间布置在所述冷却回路的两个同心部分301、302之间。接收空间35在所述装置的整个周界上延伸。当所述装置布置成与所述定子相面对时，全部电导体22的自由端部全都插入在接收空间35中。

当然，本发明并不限于上文刚刚描述的实施例，并且，与所描述的定子相关联的转子可以是绕线式转子、鼠笼式转子或永恒磁体式转子又或可变磁阻式转子。

Claims (15)

1.一种用于冷却旋转电机(1)的定子(2)的一个或多个电导体(22)的冷却装置(3)，所述冷却装置(3)包括冷却流体(32)的至少一个冷却回路(31)，所述至少一个冷却回路用于布置成在所述电导体的焊接步骤过程中与一个或多个电导体(22)中的至少一部分热接触。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，所述冷却装置(3)具有基本扁平的形式，并且包括上部面和下部面(37)，所述下部面用于在所述焊接步骤期间与所述定子(2)相面对。

3.根据上述权利要求中任一项所述的冷却装置，所述冷却回路(31)配置用于设置出用于接收待焊接电导体的自由端部(22)的接收空间(35)。

4.根据上两个权利要求所述的冷却装置，所述冷却装置(3)的下部面(37)具有在用于接收待焊接电导体的自由端部(22)的接收空间(35)位置处经斜切的形式。

5.根据上述权利要求中任一项所述的冷却装置，所述冷却回路(31)配置用于由冷却流体(32)流经，所述冷却流体相对于所述旋转电机(1)的旋转轴线周向地和/或径向地流通。

6.根据上述权利要求中任一项所述的冷却装置，布置在所述定子的同一凹槽(21)中的电导体(22)的径向侧面(34b)中的至少一个和/或周向侧面(34a)中的一个与所述冷却回路(31)热接触。

7.根据上述权利要求中任一项所述的冷却装置，所述冷却回路(31)包括用于使所述冷却流体流通的管道，所述管道在待焊接电导体的自由端部之间蜿蜒。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的冷却装置，所述冷却回路(31)包括两个同心部分(301，302)，所述两个同心部分径向地布置在所述定子(2)的电导体(22)两侧，所述两个同心部分通过径向通道连通，所述径向通道布置在所述电导体(22)之间且在所述定子(2)的齿(23)中的全部或部分上方。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的冷却装置，所述冷却回路包括两个同心部分(301，302)，所述两个同心部分不连通且径向地布置在所述定子(2)的电导体(22)两侧，所述冷却流体(32)在所述两个同心部分中的每个中沿相反的方向流通。

10.根据权利要求9所述的冷却装置，所述冷却装置至少部分地通过增材制造、例如借助于3D打印机来制造。

11.一种组合，所述组合包括根据上述权利要求中任一项所述的冷却装置(3)以及旋转电机的定子(2)，所述定子包括定子质量块，所述定子质量块包括设置在齿(23)之间的凹槽(21)，每个凹槽(21)接收一个或多个电导体(22)。

12.根据权利要求11所述的组合，所述定子(2)包括电导体(22)，所述电导体至少呈、甚至是所述电导体中的大多数呈U形销或I形销的形式。

13.根据上两个权利要求中任一项所述的组合，所述冷却装置(3)在所述定子的电导体(22)焊接时以非零距离d维持在所述定子(2)上方。

14.一种用于焊接电机的定子的电导体(22)的焊接方法，所述焊接方法至少包括以下步骤：

(a)使根据权利要求1至10中任一项所述的冷却装置(3)安置就位在所述定子(2)上，以便在所述冷却装置(3)的冷却回路(31)与所述定子(2)的电导体(22)之间建立热接触，

(b)使冷却流体(32)在所述冷却装置(3)中流通，

(c)促使所述电导体(22)的熔化以使所述电导体彼此之间焊接。

15.根据权利要求14所述的焊接方法，熔化步骤(c)借助于热源、尤其是激光或电弧来实施。

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