CN115694078A - 具有混合绝缘导电歧管的电机 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有混合绝缘导电歧管的电机。在一个方面，一种电机包括歧管，该歧管包括绝缘板和邻近绝缘板定位的导电背板。绝缘板和背板之间限定了第一通道和第二通道。该电机还包括初级绕组和与初级绕组电隔离的次级绕组。初级绕组和次级绕组都与第一通道和第二通道流体连通。端子导体延伸通过背板和绝缘板并与初级绕组电联接。端子导体与背板电隔离并向初级绕组和第一通道提供冷却流体，使得冷却流体在端子导体和初级绕组之间以及在端子导体和第一通道之间流动。

Description

具有混合绝缘导电歧管的电机

技术领域

本主题大体上涉及电机，并且更具体地涉及具有冷却系统的电机。

背景技术

许多电机，例如高密度电动机，包括主动冷却回路以管理热约束。由于这些电机中产生热量的性质，冷却回路通常靠近电机中的载流元件或与电机中的载流元件集成。一些电机包括用于将冷却流体分配到冷却回路的入口歧管和用于收集已经通过冷却回路的冷却流体的出口歧管。传统上，这种歧管由导电材料制成，例如铝。导电歧管对电机提出了某些挑战。例如，在导电歧管中的一个导电歧管处接收的冷却流体可以使歧管充当公共电气点，这可能导致电机的载流元件之间的电短路。因此，通常需要电绝缘器来对冷却回路进行电隔离。电绝缘器会增加电机的重量和复杂性，并且可能需要载流元件具有增加的长度，这会导致电损耗。

因此，解决上述一个或多个挑战的电机将是有用的。

附图说明

在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且有效的公开，包括其最佳模式，其中：

图1提供了根据本公开的各种实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面图；

图2提供了根据本公开的示例实施例的电机的示意图；

图3提供了根据本公开的一个示例实施例的电机的歧管的一部分的立体横截面图；和

图4提供了图3的歧管的横截面图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可用于另一实施例以产生又一实施例。因此，本发明旨在涵盖落入任何权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。

详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中相似或类似的标号已用于指代本发明的相似或类似部分，并且相同的数字在整个附图中表示相同的元件。如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用以将一个部件与另一个部件区分开来，并且不旨在表示各个部件的位置或相对重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体流自的方向，“下游”是指流体流向的方向。

本公开的各方面针对具有冷却系统的电机。特别地，本公开的发明人已经开发了一种电机，其包括用于分配/收集用于冷却电机的绕组的冷却剂的混合绝缘导电歧管。混合绝缘导电歧管由电绝缘和导电材料构成；因此，歧管的混合名称。歧管的混合结构可以提供许多优点和好处。例如，歧管的混合构造允许电机的第一绕组和第二绕组彼此液压联接但彼此电隔离。混合结构还有利于降低制造复杂性、时间和成本。

在一个示例方面，一种电机包括混合绝缘导电歧管。歧管包括绝缘板和邻近绝缘板定位的背板。绝缘板由电绝缘材料形成，背板由导电材料形成。绝缘板和背板可以彼此物理接触。绝缘板和背板限定至少两个流体隔离的通道。通道是流体隔离的，以防止冷却流体直接从一个通道流到另一个通道；相反，冷却流体必须首先通过一个或多个冷却回路。在一些实施例中，绝缘板和背板可以在它们之间限定第一通道。绝缘板和背板还可以在它们之间限定第二通道。第二通道与第一通道隔开。第一通道和第二通道都能够操作以接收冷却流体，并且如上所述，第一通道和第二通道可以是流体隔离的通道。

电机还包括至少一个初级绕组和一个或多个相关联的次级绕组。初级绕组和次级绕组是载流构件，兼作中空冷却回路。如将理解的，初级绕组和/或次级绕组可以延伸通过一个或多个端匝。次级绕组与第一通道和第二通道流体连通。电机还包括端子导体，其既用作电机的电连接点或端子，又用作用于冷却流体进入或离开电机的接口。端子导体由导电材料形成并延伸通过背板和绝缘板。端子导体与初级绕组电联接或连接。端子导体与背板电隔离。特别地，由电绝缘材料形成的外侧端子套筒可以设置在端子导体和背板之间，以将它们彼此电隔离。此外，可以在端子导体和绝缘板之间设置内侧端子套筒，以将它们物理分离。这些套筒将端子导体与其他导电部件电分离。

进一步，端子导体与初级绕组和第一通道流体连通。以这种方式，冷却流体可以在端子导体和初级绕组之间以及在端子导体和第一通道之间流动。例如，当冷却流体经由端子导体提供给电机时，冷却流体的第一部分可以例如通过由端子导体限定的一个或多个开口流入第一通道。沿第一通道流动的冷却流体可以流入中空次级绕组，并且在一些实施例中，流入电机的其他绕组。在这点上，沿第一通道流动的冷却流体被分配到电机的中空绕组以向其提供冷却。此外，冷却流体的第二部分可以流入电连接到端子导体的初级绕组中以向其提供冷却。

冷却流体可以流动通过缠绕通过一个或多个端匝的中空初级绕组和次级绕组并且可以返回到第二通道。绕组套筒可以设置在每个绕组或其绕组连接器之间，使得绕组不与绝缘板物理接触。收集在第二通道中的冷却流体可以通过与第二通道流体连通的出口端口离开第二通道和电机。冷却流体可以通过出口端口离开并且可以例如通过一个或多个热交换器冷却，然后循环回到第一通道。

如上所述，配备有混合绝缘导电歧管的电机具有许多优点和益处。有利地，尽管绕组经由歧管彼此液压或流体地联接，歧管的非导电或绝缘部件使电机的绕组电分离或电隔离。换句话说，歧管允许连接到给定歧管的所有冷却回路的电独立或绝缘。也就是说，本文提供的歧管允许在直接与冷却回路集成的载流元件之间分配和收集冷却流体(例如，油)，而无需将载流元件电连接在一起。此外，至少部分地由于歧管的非导电或绝缘部件的策略性布置，本文公开的歧管可提供改进的形状因数和重量减轻。歧管的绝缘部件的策略性布置还允许使用导电背板，这可以根据需要容易制造和加工。

此外，由于电机及其相关冷却系统的“带电”导电区域的最小化，本文公开的歧管可提供改进的封装安全性。此外，本文公开的歧管可以减少由于绕组的传导路径长度减小而产生的电损耗和热量。这是因为歧管由非导电材料形成，因此消除或大大减少了提供电绝缘器的需要。该电机可以在任何合适的应用中实施，例如航空应用。

图1提供了示例性涡轮机的示意性横截面图，该示例性涡轮机可以结合本公开的各种实施例。特别地，图1提供了一种航空高旁通涡轮风扇发动机，本文称为“涡轮风扇10”。图1的涡轮风扇10可以安装到飞行器，例如固定翼飞行器，并且可以产生用于推进飞行器的推力。作为参考，涡轮风扇10限定轴向方向A、径向方向R和周向方向。此外，涡轮风扇10限定了沿轴向方向A延伸的轴向中心线或纵向轴线12，用于参考目的。一般而言，轴向方向A平行于纵向轴线12延伸，径向方向R在正交于轴向方向A的方向上从纵向轴线12向外延伸和向内延伸至纵向轴线12，周向方向围绕纵向轴线12延伸三百六十度(360°)。

涡轮风扇10包括核心燃气涡轮发动机14和定位在其上游的风扇区段16。核心发动机14包括限定环形核心入口20的管状发动机罩18。发动机罩18进一步包围并支撑增压或低压压缩机22，用于对通过核心入口20进入核心发动机14的空气加压。高压、多级、轴流式压缩机24接收来自LP压缩机22的加压空气并进一步增加空气的压力。加压空气流向下游流动至燃烧器26，在燃烧器26中燃料被喷射到加压空气流中并被点燃以提高加压空气的温度和能量水平。高能燃烧产物从燃烧器26向下游流动到高压涡轮28，用于通过高压轴30或第二可旋转部件驱动高压压缩机24。高能燃烧产物然后流向低压涡轮32，用于通过低压轴34或第一可旋转部件驱动LP压缩机22和风扇区段16。在该示例实施例中，LP轴34与HP轴30同轴。在驱动涡轮28和32中的每一个之后，燃烧产物通过排气喷嘴36离开核心发动机14以产生推进推力。

风扇区段16包括可旋转的轴流式风扇转子38，其被环形风扇壳体40围绕。风扇壳体40通过多个基本上径向延伸的、周向隔开的出口导向轮叶42由核心发动机14支撑。以这种方式，风扇壳体40包围风扇转子38和多个风扇叶片44。风扇壳体40的下游区段46在核心发动机14的外部部分上延伸以限定旁通通道48。穿过旁通通道48的空气提供推进推力，这将在下文进一步解释。在一些替代实施例中，LP轴34可以通过减速装置(例如间接驱动或齿轮驱动配置中的减速齿轮箱)连接到风扇转子38。根据需要或要求，这种减速装置可以被包括在涡轮风扇10内的任何合适的轴/线轴之间。

在涡轮风扇10的操作期间，由箭头50表示的初始或进入的气流通过由风扇壳体40限定的入口52进入涡轮风扇10。气流50穿过风扇叶片44并分成移动通过旁通通道48的第一气流(由箭头54表示)和通过核心入口20进入LP压缩机22的第二气流(由箭头56表示)。

第二气流56的压力由LP压缩机22逐渐增加，然后进入HP压缩机24，如箭头58所示。排出的加压空气流向下游流动至燃烧器26，在燃烧器26中引入燃料以产生燃烧气体或产物。燃烧产物60离开燃烧器26并流动通过HP涡轮28。然后燃烧产物60流动通过LP涡轮32并离开排气喷嘴36以产生推力。此外，如上所述，进入气流50的一部分流动通过旁通通道48并通过限定在风扇壳体40和风扇壳体40的下游区段46处的发动机罩18之间的出口喷嘴。以这种方式，产生巨大的推进推力。

如图1进一步所示，燃烧器26限定了与纵向中心线轴线12大致同轴的环形燃烧室62，以及入口64和出口66。燃烧器26从高压压缩机排放出口69接收加压空气的环形流。该压缩机排放空气的一部分(“CDP”空气)流入混合器(未示出)。燃料从燃料喷嘴68喷射以与空气混合并形成燃料-空气混合物，该燃料-空气混合物被提供给燃烧室62用于燃烧。燃料-空气混合物的点火由合适的点火器完成，并且所产生的燃烧气体60在轴向方向A上流向并流入环形的第一级涡轮喷嘴72。喷嘴72由包括多个径向延伸的、周向隔开的喷嘴轮叶74的环形流动通道限定这些喷嘴轮叶使气体转向，使得它们有角度地流动并撞击HP涡轮28的第一级涡轮叶片。对于该实施例，HP涡轮28经由HP轴30使HP压缩机24旋转，并且LP涡轮32经由LP轴34驱动LP压缩机22和风扇转子38。

值得注意的是，对于该实施例，涡轮风扇10是航空电动混合推进机器。特别地，涡轮风扇10包括与其旋转部件可操作地联接的一个或多个电机。对于图1所描绘的实施例，涡轮风扇10包括与LP轴34可操作地联接的电机80。虽然电机80在LP轴34的后端与LP轴34可操作地联接，但电机80可以在任何合适的位置安装到LP轴34。在一些实施例中，电机80可以是例如在发动机爆裂期间可操作以驱动或马达驱动LP轴34的电动机。在其他实施例中，电机80可以是可操作以将机械能转换成电能的发电机。以这种方式，由电机80产生的电力可以被引导到各种发动机和/或飞行器系统。在一些实施例中，电机80可以用作具有双重功能的电动机/发电机。在一些实施例中，一个或多个电机可以与HP轴30可操作地联接并且可以是电动机、发电机和/或电动机/发电机组合。在其他实施例中，一个或多个电机可以与涡轮风扇10的其他旋转部件可操作地联接并且可以是电动机、发电机和/或电动机/发电机组合。

虽然涡轮风扇10已经在图1中被描述和图示为表示示例混合涡轮机，但本公开的主题可应用于或与其他合适类型的多线轴涡轮机结合。例如，本公开的主题可以应用于或与其他合适的涡轮发动机结合，例如蒸汽和其他燃气涡轮发动机。示例燃气涡轮发动机可包括但不限于涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机、航改机、辅助动力单元等。此外，本公开中描述的电机及其特征可应用于或并入航空应用以外的其他合适的应用中。实际上，本文描述的电机和发明特征可以应用于或结合到使用了具有冷却特征的电机的任何合适的应用或工业中。

图2提供了根据本公开的示例实施例的电机100的示意图。作为参考，电机100限定轴向方向A、径向方向R和周向方向C。如图所描绘的，电机100包括壳体110或外壳。电机100还包括包围在壳体110内的转子112和定子114。转子112与轴116可操作地联接。轴116可以经由一个或多个轴承118由壳体110支撑。轴116可以是任何合适的轴，例如航空燃气涡轮发动机(图1)的驱动轴、低压或高压轴等。轴116可围绕旋转轴线AX旋转。转子112可与轴116一致地围绕旋转轴线AX旋转。定子114相对于转子112和轴116固定。

对于该实施例，转子112和定子114各自包括多个载流元件，例如绕组或线圈。特别地，转子112包括初级绕组120和与初级绕组120电连通的一个或多个次级绕组122。一个或多个次级绕组122可以串联电连接到初级绕组120。值得注意的是，电机100的转子112包括至少一个初级绕组和与至少一个初级绕组电连通的一个或多个相关联的次级绕组。在图2所描绘的实施例中，例如，电机100的转子112包括单个初级绕组和四个相关联的次级绕组。在一些实施例中，转子112可以包括多个初级绕组，每个初级绕组具有相关联的一个或多个次级绕组。

例如，在一个示例实施例中，电机100可以是三相电机。在这样的实施例中，电机100可以包括第一初级绕组和与其相关联的一个或多个次级绕组、第二初级绕组和与其相关联的一个或多个次级绕组、以及第三初级绕组和与其相关联的一个或多个次级绕组。在另一个示例实施例中，电机100可以是六相电机。在这样的实施例中，电机100可以包括第一、第二、第三、第四、第五和第六初级绕组。六个初级绕组中的每一个可以包括与它们各自的初级绕组相关联的一个或多个次级绕组。

与转子112一样，定子114包括至少一个初级绕组和与至少一个初级绕组相关联的一个或多个次级绕组。如图2所描绘的，定子114包括初级绕组124和与初级绕组124相关联的一个或多个次级绕组126。对于该实施例，电机100的定子114包括单个初级绕组和四个相关联的次级绕组。

在一些实施例中，转子112可以包括多个初级绕组，每个初级绕组具有相关联的一个或多个次级绕组。例如，作为一个示例，在电机100是三相电机的实施例中，定子114可以具有三个初级绕组，每个初级绕组具有相关联的一个或多个次级绕组。作为另一示例，在电机100是六相电机的实施例中，定子114可以具有六个初级绕组，每个初级绕组具有相关联的一个或多个次级绕组。

如将理解的，当电机100用作发电机时，转子112的线圈或绕组120、122相对于定子114的线圈或绕组124、126的运动导致生成电力。当电机100用作电动机时，转子112的线圈或绕组120、122相对于定子114的线圈或绕组124、126的运动导致施加在轴116上的扭矩或力，从而导致轴116绕其旋转轴线AX旋转。

如图2进一步所示，电机100包括示意性示出的冷却系统130。通常，冷却系统130可操作以冷却电机100的绕组。电机100的冷却系统130包括冷却回路132，冷却剂或冷却流体沿该冷却回路流动。冷却流体可以是任何合适的介电流体或具有高电阻率的流体。作为一个示例，冷却流体可以是油。此外，对于该实施例，冷却回路132是闭合回路，因此，电机100的冷却系统130是密封系统。泵134沿着冷却回路132定位以沿着冷却回路132移动冷却流体。在一些实施例中，多于一个的泵可以沿着冷却回路132定位。

定子歧管150沿冷却回路132定位。值得注意的是，对于该实施例，定子歧管150是混合绝缘导电歧管。定子歧管150是混合绝缘导电歧管，因为它包括电绝缘部件和导电部件两者。如本文将解释的，定子歧管150的导电和绝缘部件被策略性地布置，使得绝缘部件使电机100的绕组分离或隔离，以及其他益处，尽管每个绕组接收在歧管150处提供或收集的冷却流体。

如图2所描绘的，定子歧管150在电机100的绕组124、126和冷却系统130的其余部分之间提供接口。定子歧管150限定用于冷却流体流入和流出电机100的入口和出口。特别地，在泵134下游流动的冷却流体由定子歧管150接收，并且定子歧管150将冷却流体分配到多个冷却回路154，这些冷却回路154冷却定子114的绕组124、126。对于该实施例，冷却回路154与绕组124、126集成在一起。特别地，绕组124、126是中空的并且冷却流体被引导通过中空绕组以向其提供冷却。冷却流体离开冷却回路154并由定子歧管150收集。

对于该实施例，转子歧管140沿冷却回路132定位。与定子歧管150一样，转子歧管140是混合绝缘导电歧管。如图所示，在泵134下游流动的冷却流体由转子歧管140接收，并且转子歧管140将冷却流体分配到多个冷却回路144，这些冷却回路144冷却转子112的绕组120、122。对于该示例实施例，冷却回路144与绕组120、122集成在一起。特别地，绕组120、122是中空的并且冷却流体被引导通过中空绕组以向其提供冷却。冷却流体离开冷却回路144并由转子歧管140收集。

可选地，离开定子歧管150和转子歧管140的冷却流体可以通过沿冷却回路132定位的一个或多个热交换器，例如热交换器136。以这种方式，冷却流体可以在利用冷却回路144、154再循环之前被冷却。热交换器136可以是任何合适类型的热交换器136，例如风冷式热交换器或液冷式热交换器。

虽然电机100已经在图2中被描述和图示为具有特定配置，但是如将理解的，本公开的创造性方面可以应用于具有替代配置或冷却系统的电机。此外，定子114和/或转子112可以具有不同的构造或者可以以与图2所示不同的方式布置。

图3和4提供了根据本公开的一个示例实施例的电机200的混合绝缘导电歧管210的各种特写视图。特别地，图3提供了歧管210的一部分的立体横截面图，图4提供了歧管210的一部分的侧横截面图。歧管210在本文中被表示为混合绝缘导电体，因为它由电绝缘和导电部件构成。歧管210的导电和绝缘部件被策略性地布置，使得绝缘部件将电机的绕组彼此电分离或电隔离，尽管每个绕组接收在歧管210处提供或收集的冷却流体，以及其他益处。此外，虽然歧管210在图3和图4中被示为定子歧管，但是将理解的是，本文公开的发明方面也可以应用于转子歧管。在这点上，图2的歧管140、150中的任何一个都可以以与图3和图4的歧管210相同或相似的方式配置。

如图所描绘的，歧管210包括绝缘板212和背板214。绝缘板212由电绝缘材料形成。绝缘板212可以由任何合适的绝缘或非导电材料形成。作为一个示例，绝缘板212可以由绝缘复合材料形成。作为另一示例，绝缘板212可以由陶瓷材料形成。作为又一示例，绝缘板212可以由陶瓷复合材料形成。在一些实施例中，绝缘板212由Torlon、G11材料、G10材料和Acculam中的至少一种形成。相反，背板214由导电材料形成。作为一个示例，背板214可以由合适的金属材料形成，例如铝。

背板214例如沿轴向方向A邻近绝缘板212定位。对于该实施例，背板214和绝缘板212彼此物理接触。具体地，绝缘板212具有内侧表面216和沿轴向方向A与内侧表面216间隔开的外侧表面218。内侧表面216和外侧表面218均在与轴向方向A正交的平面中延伸。内侧表面216面向电机200的内部，而外侧表面218背离电机200的内部。电机200的内部由壳体220周向地围绕。背板214具有内侧表面226和沿轴向方向A与内侧表面226间隔开的外侧表面228。内侧表面226和外侧表面228均在与轴向方向A正交的平面中延伸。内侧表面226面向电机200的内部，而外侧表面228背离电机200的内部。如图所示，绝缘板212的外侧表面218物理接触背板214的内侧表面226。

壳体220的凸缘222固定到背板214，例如，在背板214的外周边处。壳体220包括沿径向方向R向内突出的舌片或突出部224。绝缘板212的外周边固定在突出部224和背板214之间。具体地，绝缘板212的内侧表面216接合突出部224，而绝缘板212的外侧表面218接合背板214的内侧表面226以将绝缘板212夹在它们之间。绝缘板212还在其内周边处固定到背板214，例如通过多个周向间隔开的螺栓。

对于该实施例，绝缘板212和背板214都是环形的。然而，在其他实施例中，绝缘板212和背板214之一或两者不需要是环形的。例如，在一些实施例中，绝缘板212可以被分段成至少两个段。例如，这些段可以如图3和4所示周向延伸。在一些实施例中，绝缘板212可以被分段，使得电机200的每个初级绕组具有绝缘板212的对应专用段。此外，在一些实施例中，可以在绝缘板212的相邻段之间限定周向空间。在这点上，电机200的部件可以策略性地放置在周向空间内。作为一个示例，可以在绝缘板212的相邻段之间在相对于时钟的面的六点钟位置处限定周向空间。贮槽或储液器可以放置在周向空间内，例如，以捕获喷洒在一个或多个轴承上的冷却流体。

如在图3和4中进一步描绘的，歧管210限定了可操作以接收冷却流体的通道。特别地，绝缘板212和背板214之间限定了第一通道230。绝缘板212和背板214之间还限定了第二通道232。对于该实施例，第一通道230相对于电机200的轴向中心线(轴向中心线在图3和图4中未示出；但参见图2)沿径向方向R定位在第二通道232的内侧。2)。在这点上，相对于电机200的轴向中心线，第一通道230是内通道，并且第二通道232是外通道。对于该实施例，第一通道230和第二通道232是环形通道。然而，在其他实施例中，第一通道230和/或第二通道232可以不环形地延伸。例如，在绝缘板212的段之间存在空间的实施例中，第一通道230和第二通道232可以不环形地延伸。在这点上，在这样的实施例中，第一通道230可以包括多个周向段并且第二通道232可以包括多个周向段。

第二通道232和第一通道230流体分离或彼此流体分离，从而防止冷却流体直接从第一通道230流到第二通道232，反之亦然。实际上，如图所描绘的，歧管210包括外界面密封件234、中间界面密封件236和内界面密封件238。中间界面密封件236例如沿轴向方向A定位在绝缘板212和背板214之间，并且沿径向方向R定位在第二通道232的内侧和第一通道230的外侧。以这种方式，防止了冷却流体直接在第一通道230和第二通道232之间流动。外界面密封件234例如沿轴向方向A定位在绝缘板212和背板214之间，并且沿径向方向R定位第二通道232的外侧。外界面密封件234防止冷却流体从第二通道232径向向外逸出。内界面密封件238例如沿轴向方向A定位在绝缘板212和背板214之间，并且沿径向方向R定位在第一通道230的内侧。内界面密封件238防止冷却流体从第一通道230径向向内逸出。

电机200包括至少一个初级绕组和一个或多个次级绕组。例如，对于图3和4所描绘的实施例，电机200包括初级绕组240和次级绕组242。初级绕组240和次级绕组242是用于接收冷却流体的中空的载流构件。因此，对于该实施例，绕组240、242限定了冷却回路。绕组240、242内接收的冷却流体在电机200的操作期间为绕组提供冷却。

特别地，对于该实施例，初级绕组240可操作以接收提供给电机200的冷却流体的一部分并且冷却流体的另一部分提供给第一通道230，如将在本文进一步详细解释的。次级绕组242与第一通道230流体连通，因此次级绕组242接收沿第一通道230流动的冷却流体。冷却流体流动通过初级绕组240和次级绕组242并最终流入第二通道232。在这点上，初级绕组240和次级绕组242也与第二通道232流体连通。初级绕组240和次级绕组242流体连接第一通道230和第二通道232。然而，如上所述，冷却流体被防止直接从第一通道230流到第二通道232，反之亦然。在这点上，第一通道230内的相对冷的冷却流体不与第二通道232内的相对热的冷却流体混合。

如在图3和4中进一步描绘的，电机200包括一个或多个端子导体。例如，电机200包括端子导体250。通常，对于该实施例，端子导体250用作电机200的电连接点或端子并且还用作向歧管210输送或提供冷却流体的导管，如图4中标记为CF的箭头所示。如图所示，端子导体250延伸通过背板214和绝缘板212。特别地，端子导体250延伸通过由背板214限定的孔，通过第一通道230，并通过由绝缘板212限定的孔。在这点上，由背板214和绝缘板212限定的孔彼此对齐或连通并与第一通道230对齐或连通。端子导体250的至少一部分定位在电机200的外侧并且端子导体250的至少一部分定位在电机200的内侧或内部。

如上所述，端子导体250用作电机200的电连接点。因此，端子导体250由诸如铜的导电材料形成。端子导体250与初级绕组240电联接。特别地，如图4最佳所示，导电端子导体250的内侧部分与导电初级绕组240物理接触。进一步，端子导体250，或更具体地其外侧部分，与电气系统260电联接。电气系统260可以包括一个或多个电源，例如，诸如电池、电容器等的能量存储装置，诸如逆变器和转换器的电气装置，以及其他装置。系统端子262可以将电气系统260与端子导体250电连接，如图4中最佳所示。在图4中，示意性地描绘了系统端子262和电气系统260。

因此，当其中包含歧管210的电机200用作电动机时，电力可以从电气系统260的电源引导至系统端子262，并且当系统端子262和端子导体250电联接时，电力可以被引导到电机200。以这种方式，端子导体250可以与电气系统260的电源电联接并且端子导体250可以操作以将从电源接收的电力输送到与端子导体250电联接的初级绕组240。也就是说，提供给电机200的电流可以通过端子导体250输送到初级绕组240。这种电流也可以用于激励与初级绕组240相关联的次级绕组242。被激励的绕组240、242最终可以使电机200的轴围绕其旋转轴线旋转。

作为另一个示例，当其中包含歧管210的电机200用作发电机时，由电机200产生的电力可以被引导至端子导体250，并且当端子导体250和系统端子262电联接时，所产生的电力可以被引导至电气系统260，例如，引导至其一个或多个能量存储装置。也就是说，电流可以从初级绕组240传递到端子导体250并且可以最终被引导至电气系统260的一个或多个电气负载或电能存储装置。

如上所述，端子导体250还用作向歧管210提供冷却流体的导管。端子导体250可与可提供或收集冷却流体的冷却剂系统流体地联接。例如，端子导体250的外侧端或部分可以与冷却回路流体连通，例如图2的冷却回路132。对于该实施例，端子导体250是中空管状构件。因此，端子导体250可以接收冷却流体并且冷却流体可以流动通过端子导体250或沿着端子导体250流动。

例如，对于该实施例，冷却流体(例如，油)可以从冷却剂系统(例如，从冷却回路132)流入端子导体250。在图4中，从冷却回路接收的冷却流体CF被显示为向下游流动通过端子导体250。冷却流体可以沿着端子导体250流动，并且冷却流体的第一部分可以流入第一通道230，并且冷却流体的第二部分可以流过第一通道230并流入初级绕组240以向其提供冷却。

更具体地，如图4中最佳所示，端子导体250限定一个或多个开口，冷却流体通过该一个或多个开口在端子导体250和第一通道230之间流动。例如，示出了由端子导体250限定的开口252。端子导体250定位成使得开口252与第一通道230流体连通。以这种方式，冷却流体的第一部分可以从端子导体250向下游通过开口252流到第一通道230，例如，如图4中的虚线所示。如上所述，提供给第一通道230的冷却流体然后可以流入与第一通道230流体连通的其他绕组，例如次级绕组242，以向其提供冷却。图3示出了与第一通道230流体连通并且可操作以接收沿第一通道230流动的冷却流体的一个次级绕组242。如将理解的，彼此周向间隔开的许多绕组可以与第一通道230流体连通或流体连接，使得它们可以接收沿第一通道230流动的冷却流体。

端子导体250可以限定多个开口。开口可以围绕端子导体250的圆周或周边彼此偏移，例如偏移九十度(90°)。然而，其他开口间隔布置和/或配置是可能的。在一些实施例中，例如，端子导体250可以限定至少四个开口。在其他实施例中，端子导体250可以限定彼此相对的两个开口，例如一百八十度(180°)。

如在图3和4中进一步描绘的，外侧端子套筒270安装在端子导体250上并设置在端子导体250和背板214之间。以这种方式，端子导体250不物理接触背板214。外侧端子套筒270由电绝缘材料形成，因此，外侧端子套筒270将端子导体250和背板214电隔离。在这点上，端子导体250与背板214电隔离。此外，外侧端子套筒270的一部分被接收在背板214的沉孔凹部272内。沉孔凹部272与由背板214限定的孔连通，端子导体250延伸通过该孔。

一个或多个密封件可以定位在外侧端子套筒270和背板214之间。例如，对于该实施例，外侧套筒密封件274定位在外侧端子套筒270和背板214之间。更具体地，外侧套筒密封件274定位在由外侧套筒密封件274限定的环形凹槽内并且位于外侧端子套筒270和背板214的外侧表面228之间。在该示例实施例中，外侧套筒密封件274是环形密封件，其在环形凹槽内围绕外侧端子套筒270延伸。通常，外侧套筒密封件274防止冷却流体从外侧端子套筒270和背板214之间逸出。

此外，一个或多个密封件可以定位在端子导体250和外侧端子套筒270之间。例如，对于该实施例，第一外侧端子密封件276和第二外侧端子密封件278定位在端子导体250和外侧端子套筒270之间，例如在由外侧端子套筒270限定的相应环形凹槽内。第一外侧端子密封件276和第二外侧端子密封件278(例如沿轴向方向A)彼此间隔开。第一外侧端子密封件276和第二外侧端子密封件278都可以是环形密封件，例如O形环。

内侧端子套筒280安装在端子导体250上并设置在端子导体250和绝缘板212之间。因此，由绝缘板212限定的孔的尺寸设置为接收端子导体250和安装在端子导体250上的内侧端子套筒280两者。端子导体250不物理接触绝缘板212。内侧端子套筒280由电绝缘材料形成。

一个或多个密封件可以定位在绝缘板212和内侧端子套筒280之间。例如，对于该实施例，第一内侧端子密封件282和第二内侧端子密封件284定位在绝缘板212和内侧端子套筒280之间，例如，在由绝缘板212限定的相应环形凹槽内。第一内侧端子密封件282和第二内侧端子密封件284(例如沿轴向方向A)彼此间隔开。第一内侧端子密封件282和第二内侧端子密封件284都可以是环形密封件，例如O形环。有利地，第一内侧端子密封件282和第二内侧端子密封件284可以防止冷却流体逸出第一通道230并流入电机200的内部。

如图4中最佳所示，绕组连接器244连接到次级绕组242并且被接收在由绝缘板212限定的孔内。绕组连接器244可以由导电材料形成。多个次级绕组可以电连接到绕组连接器244。如图所描绘的，绕组套筒290安装在绕组连接器244上并且设置在绕组连接器244和绝缘板212之间。因此，由绝缘板212限定的孔的尺寸设置成接收绕组连接器244和安装在绕组连接器244上的绕组套筒290两者。绕组连接器244和次级绕组242都不与绝缘板212物理接触。一个或多个密封件可以定位在绝缘板212和绕组套筒290之间。例如，对于该实施例，第一绕组密封件292和第二绕组密封件294定位在绕组套筒290和绝缘板212之间，例如，在由绝缘板212限定的相应环形凹槽内。第一绕组密封件292和第二绕组密封件294(例如沿着轴向方向A)彼此间隔开。第一绕组密封件292和第二绕组密封件294都可以是环形密封件，例如O形环。第一绕组密封件292和第二绕组密封件294可以防止冷却流体逸出第二通道232并流入电机200的内部。

应当理解，每个绕组或每组绕组，包括初级绕组240，可以包括缠绕在绕组本身上的绕组套筒或在与绝缘板212和第二通道232的界面处的其绕组连接器。例如，图3中所示的两个次级绕组242都可以包括绕组连接器244，绕组连接器244通过绕组套筒290安装在绝缘板212和第二通道232的界面处。

为了概括流动通过电机200的冷却回路的冷却流体，在电机200的操作期间，冷却流体(例如通过泵)沿着冷却回路移动。相对冷的冷却流体被引导到中空端子导体250。沿端子导体250流动的冷却流体的第一部分流动通过一个或多个开口252并进入第一通道230。冷却流体沿大致周向方向流动通过第一通道230并被分配到电机200的周向间隔开的中空绕组。冷却流体流入绕组，并且当冷却流体流动通过其中时，热能或热量被传递给冷却流体。这增加了冷却流体的温度。此外，沿端子导体250流动的冷却流体的第二部分流入初级绕组240。冷却流体流动通过初级绕组240，并且当冷却流体流动通过其中时，热能或热量被传递给冷却流体。这增加了流动通过初级绕组240的冷却流体的温度。

冷却流体流动通过缠绕通过一个或多个端匝的绕组240、242，并最终离开中空绕组240、242并流入第二通道232。现在相对较热的冷却流体被收集在第二通道232中并且通过由背板214限定或延伸通过背板214的一个或多个出口端口离开第二通道232。冷却流体可以通过一个或多个出口端口离开并且可以在循环回到端子导体250之前(例如通过一个或多个热交换器)被冷却。值得注意的是，尽管从公共源接收冷却流体，由于歧管210包括策略性布置的绝缘部件，因此载流构件或绕组240、242彼此电分离或隔离，以及其他益处。

该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统以及执行任何结合的方法。本发明的可专利范围由权利要求限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质差异的等效结构元素，则它们旨在处于权利要求的范围内。

本发明的进一步方面由以下条项的主题提供：

1.一种电机，包括：歧管，所述歧管具有绝缘板和背板，所述绝缘板由电绝缘材料形成，所述背板邻近所述绝缘板定位并且由导电材料形成；绕组；和端子导体，所述端子导体延伸通过所述背板和所述绝缘板，所述端子导体与所述绕组电联接并且与所述背板电隔离，所述端子导体还与所述绕组流体连通，使得冷却流体能够在其间流动。

2.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述绝缘板和所述背板在其间限定第一通道。

3.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述端子导体延伸通过所述第一通道并且限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在所述端子导体和所述第一通道之间流动。

4.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述绝缘板和所述背板在其间限定第二通道，其中，所述绕组流体连接所述第一通道和所述第二通道。

5.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述电机限定轴向方向、径向方向和沿所述轴向方向延伸通过其中的轴向中心线，并且其中，所述第一通道相对于所述轴向中心线沿所述径向方向定位在所述第二通道的内侧。

6.根据前述条项中的任一项所述的电机，进一步包括：次级绕组，所述次级绕组与所述绕组电隔离并且与所述第一通道和所述第二通道流体连通。

7.根据前述条项中任一项所述的电机，进一步包括：绕组连接器，所述绕组连接器连接到所述次级绕组；和绕组套筒，所述绕组套筒安装在所述绕组连接器上并且设置在所述绕组连接器和所述绝缘板之间。

8.根据前述条项中的任一项所述的电机，进一步包括：外侧端子套筒，所述外侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述背板之间，使得所述端子导体不物理接触所述背板。

9.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述外侧端子套筒由电绝缘材料形成。

10.根据前述条项中的任一项所述的电机，进一步包括：内侧端子套筒，所述内侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述绝缘板之间，使得所述端子导体不物理接触所述绝缘板。

11.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述内侧端子套筒由电绝缘材料形成。

12.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述绝缘板是环形的。

13.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述绝缘板被分段成至少两段。

14.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述端子导体是中空管状构件。

15.一种电机，包括：歧管，所述歧管具有绝缘板和背板，所述绝缘板由电绝缘材料形成，所述背板邻近所述绝缘板定位并且由导电材料形成，所述绝缘板和所述背板在其间限定第一通道；初级绕组；次级绕组，所述次级绕组与所述初级绕组电隔离并且与所述第一通道流体连通；和端子导体，所述端子导体延伸通过所述背板和所述绝缘板，所述端子导体与所述初级绕组电联接并且与所述背板电隔离，所述端子导体还与所述第一通道流体连通，使得冷却流体能够在其间流动。

16.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述端子导体与所述初级绕组流体连通。

17.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述绝缘板和所述背板在其间限定第二通道，并且其中，所述初级绕组和所述次级绕组都与所述第二通道流体连通。

18.根据前述条项中的任一项所述的电机，其中，所述端子导体延伸通过所述第一通道并且限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在所述端子导体和所述第一通道之间流动。

19.根据前述条项中的任一项所述的电机，进一步包括：外侧端子套筒，所述外侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述背板之间，使得所述端子导体不物理接触所述背板，所述外侧端子套筒由电绝缘材料形成；和内侧端子套筒，所述内侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述绝缘板之间，使得所述端子导体不物理接触所述绝缘板，所述内侧端子套筒由电绝缘材料形成。

20.一种电机，包括：歧管，所述歧管具有绝缘板和背板，所述绝缘板由电绝缘材料形成，所述背板邻近所述绝缘板定位并且由导电材料形成，所述绝缘板和所述背板在其间限定第一通道并且在其间限定第二通道；初级绕组；次级绕组，所述次级绕组与所述初级绕组电隔离，所述次级绕组与所述第一通道和所述第二通道流体连通；端子导体，所述端子导体延伸通过所述背板和所述绝缘板并且与所述初级绕组电联接，所述端子导体与所述第一通道和所述初级绕组流体连通，使得冷却流体在所述端子导体和所述初级绕组之间以及在所述端子导体和所述第一通道之间流动；外侧端子套筒，所述外侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述背板之间；和内侧端子套筒，所述内侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述绝缘板之间。

Claims (10)

1.一种电机，其特征在于，包括：

歧管，所述歧管具有绝缘板和背板，所述绝缘板由电绝缘材料形成，所述背板邻近所述绝缘板定位并且由导电材料形成；

绕组；和

端子导体，所述端子导体延伸通过所述背板和所述绝缘板，所述端子导体与所述绕组电联接并且与所述背板电隔离，所述端子导体还与所述绕组流体连通，使得冷却流体能够在其间流动。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，其中，所述绝缘板和所述背板在其间限定第一通道。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，其中，所述端子导体延伸通过所述第一通道并且限定一个或多个开口，冷却流体通过所述一个或多个开口在所述端子导体和所述第一通道之间流动。

4.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，其中，所述绝缘板和所述背板在其间限定第二通道，其中，所述绕组流体连接所述第一通道和所述第二通道。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，其中，所述电机限定轴向方向、径向方向和沿所述轴向方向延伸通过其中的轴向中心线，并且其中，所述第一通道相对于所述轴向中心线沿所述径向方向定位在所述第二通道的内侧。

6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，进一步包括：

次级绕组，所述次级绕组与所述绕组电隔离并且与所述第一通道和所述第二通道流体连通。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，进一步包括：

绕组连接器，所述绕组连接器连接到所述次级绕组；和

绕组套筒，所述绕组套筒安装在所述绕组连接器上并且设置在所述绕组连接器和所述绝缘板之间。

8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，进一步包括：

外侧端子套筒，所述外侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述背板之间，使得所述端子导体不物理接触所述背板。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，其中，所述外侧端子套筒由电绝缘材料形成。

10.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，进一步包括：

内侧端子套筒，所述内侧端子套筒安装在所述端子导体上并且设置在所述端子导体和所述绝缘板之间，使得所述端子导体不物理接触所述绝缘板。

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