CN118302939A - 旋转电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋转电机(1)，所述旋转电机沿纵向轴线X延伸，并且包括转子(2)以及具有线圈头部(30)的经绕线的定子(3)，所述转子(2)和所述定子(3)布置在包括内壁的壳体(4)中，所述转子(2)包括至少一个冷却流体分配通道，所述机器包括至少一个引导装置(10)，所述至少一个引导装置径向地布置在所述定子的线圈头部与所述壳体的内壁之间，所述引导装置(10)配置用于尤其是通过离心力朝所述定子的线圈头部上定向从所述转子喷射的冷却流体。
Description
技术领域
本发明要求于2021年7月12日提交的法国申请2107538的优先权，该申请的内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。
本发明涉及旋转电机，更具体地涉及通过冷却流体(尤其是油)的流通进行冷却的旋转电机，所述冷却流体至少部分地从所述机器的转子处流通。
本发明更具体地涉及交流式的同步或异步机器。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、航空应用或风力应用)的旋转电机。
背景技术
已知地，在旋转电机的运行过程中由来源于壳体的冷却流体冷却定子的线圈头部。
专利申请CN211606273、EP3739731、JP2019161948、US2011/0181136、JP2018014857、US2011/0084561、JP2010028958、JP2020188633和WO2021/069253公开了经供应冷却流体的电机，所述电机包括能够朝向线圈头部定向所述冷却流体的引导零件。这些专利申请并没有公开所述电机可从转子供应冷却流体。
专利申请US2011/0298316公开了一种布置于转子的轴与定子的线圈头部之间的搅动元件。该元件能够使来自于所述转子的冷却流体朝向所述线圈头部上升。该布置使电机制造起来复杂。
专利申请US2019/0260257公开了一种用于保护三相供应棒的保护元件。来自于壳体和/或转子的冷却流体的一部分可穿过所述保护元件通过，并且通过重力到达所述定子的线圈头部上。这种元件不允许对于所述定子的线圈头部的有效冷却。
当电机包括由转子供应冷却流体的供应源时，所述流体倾向于在离心力的影响下远离所述转子。所述冷却流体由此朝向所述壳体的内壁导向，并且不再参与对于所述线圈头部的冷却。
存在对于进一步改善通过冷却流体的流通冷却旋转电机的需求。
发明内容
本发明旨在满足该需求，并且根据本发明其中一方面，本发明借助一种旋转电机来实现该需求，所述旋转电机沿纵向轴线X延伸，并且包括转子以及具有线圈头部的经绕线的定子，
所述转子和所述定子布置在包括内壁的壳体中，
所述转子包括至少一个冷却流体分配通道，
所述机器包括至少一个引导装置，所述至少一个引导装置径向地布置在所述定子的线圈头部与所述壳体的内壁之间，
所述引导装置配置用于尤其是通过离心力朝所述定子的线圈头部上定向从所述转子喷射的冷却流体。
“径向地布置在……之间”与径向位置有关。由此，所述引导装置比所述线圈头部更径向地远离所述转子的轴，并且比所述壳体的内壁更径向接近所述轴。
所述引导装置的这种径向位置能够便利化所述电机的装配。此外，该位置能够增加重新朝向所述线圈头部定向的冷却流体量。
所述定子可包括定子质量块。
相反地，所述引导装置可相对于所述线圈头部和/或相对于所述壳体的内壁纵向地偏移或不偏移。所述引导装置可布置成纵向地超出所述线圈头部，例如，所述引导装置可比所述线圈头部更远离所述转子质量块。在变型中，所述引导装置可至少部分地、更优地全部地布置在所述线圈头部上方。
所述电机可包括两个引导装置。每个引导装置可布置在所述电机的轴向端部处。所述两个引导装置可相对于与所述电机的纵向轴线X垂直的平面彼此对称。在变型中，所述两个引导装置可相对于与所述电机的纵向轴线X垂直的平面彼此不对称。
在变型中，所述电机可包括单个引导装置。
所述引导装置可与所述定子质量块接触。在变型中，所述引导装置可位于在离所述定子质量块的非零距离d(其沿所述纵向轴线经测量)处，所述距离d例如在0mm与70mm之间、更优地在2mm与60mm之间、更优地在5mm与50mm之间、更优地在10mm与45mm之间、例如大约15mm或40mm。
所述引导装置能够截断来自于所述转子的冷却流体射流，以使所述冷却流体射流重新朝向所述线圈头部定向。所述引导装置能够避免所述冷却流体积聚在所述壳体附近。所述引导装置能够通过在所述定子的绕组附近(特别是在槽(其是热点)附近)容纳更多量的冷却流体来改善对于所述机器的冷却。
所述引导装置可由塑料材料制成，例如，所述引导装置可由聚合物材料制成，所述聚合物材料例如是以下材料之一：聚酰胺(尤其是尼龙PA66GF30))、聚四氟乙烯(PTFE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)，该列表并不是限制性的。
所述冷却流体可以是液体(例如，水或油)。在变型中，所述冷却流体可以是气体(例如，空气)。
至少一个冷却流体轴向分配通道可在所述转子质量块中经形成，或者沿着所述轴在所述转子质量块与所述轴之间经形成，或者在所述轴中经形成。一个或多个轴向分配通道可轴向地穿过所述转子质量块和/或所述轴的至少一部分。例如，一个或多个轴向分配通道可轴向地穿过所述转子的整个长度。在变型中，一个或多个轴向分配通道可穿过所述转子的长度的至少三分之二、或所述转子的长度的至少一半、或所述转子的长度的至少三分之一。
一个或多个轴向通道可供应径向通道(例如，位于在所述转子质量块中的或位于在布置于所述转子质量块的端部处的侧板(flasques)中的径向通道)。所述冷却流体可在离心力的影响下从所述转子(特别是从所述转子质量块或所述侧板)朝向所述线圈头部喷射。
所述冷却流体轴向分配通道可至少由所述转子供应冷却流体。
所述转子可包括经插入在所述转子质量块中的永磁体。所述转子可包括永磁体(尤其是具有表面式磁体或埋入式磁体)。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层的磁体，所述磁体布置成I形、U形或V形、成一行或多行。所述永磁体的容置部可完全地通过在所述金属板中的切割来制成。所述金属板的堆叠中的每个金属板可以是单体的。所述冷却流体还可在所述永磁体的容置部中轴向地流动并且使所述侧板接合。
所述电机还可包括由所述壳体供应冷却流体，来自所述壳体的冷却流体可尤其是通过重力由所述引导装置朝向所述线圈头部定向。
所述电机还可由冷却流体冷却，所述冷却流体通过重力从所述壳体流动到所述线圈头部上。
所述引导装置的功能由此是双重的。所述引导装置不仅能够引导来自于所述转子的冷却流体射流以使所述冷却流体射流重新朝向所述线圈头部定向，且还能够使来自于所述壳体的冷却流体朝向所述线圈头部流动。对于所述电机的冷却由此经改善。所述引导装置可配置用于沿一个方向(例如从所述壳体朝向所述线圈头部的方向)促进所述冷却流体的流动并且沿另一个方向(例如从所述转子朝向所述壳体的内壁的方向)限制该流动。
在以横向截面观察时，所述引导装置可以是至少部分地环形的(尤其是完全地环形的)，所述引导装置可与所述转子的轴同轴。
所述引导装置可具有围绕所述机器的纵向轴线的角度延伸，所述角度为至少45°、甚至是至少60°、更优地至少90°、更优地至少120°、更优地至少180°、更优地至少240°、例如360°。
所述引导装置易于安置在所述电机上，并且不会使所述机器制造起来复杂。
所述引导装置可包括内表面和外表面以及设置于所述外表面与所述内表面之间的开口和/或在内部面上的凸起部。
所述开口和/或所述凸起部能够截断冷却流体流，并由此便利化所述冷却流体流朝向所述线圈头部的再定向。
一个或多个凸起部可以是肋(尤其是与所述机器的纵向轴线X平行地延伸的肋)。
在变型中，所述凸起部可以是相对于所述机器的纵向轴线X周向地延伸的肋。进一步在变型中，所述肋可沿相对于所述机器的纵向轴线X歪斜的方向延伸。
所述引导装置的内表面的包括凸起部的那部分可围绕所述机器的纵向轴线X在至少20°上、更优地在至少30°上、更优地在至少45°上、更优地在至少60°上、更优地在至少90°上延伸。所述引导装置的内表面的包括凸起部的那部分可围绕所述机器的纵向轴线X在至多360°上、更优地在至多240°上、更优地在至多120°上、更优地在至多90°上、更优地在至多60°上延伸。
所述开口中的每个可沿伸长轴线L延伸，所述伸长轴线是在与所述机器的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的。
所述开口的伸长轴线L可相对于包含所述机器的纵向轴线X的平面倾斜在-90°与+90°之间、更优地在-60°与+60°之间、更优地在-45°与+45°之间、更优地在-30°与+30°之间的角度。
所述开口的这种倾斜度能够限制来自于所述转子的冷却流体量(其穿过所述引导装置)，并且同时地能够任由来自于所述壳体的冷却流体朝向所述线圈头部流动。
在包含所述机器的纵向轴线X的平面中，所述开口可沿着与所述机器的纵向轴线X平行的轴线延伸。
所述开口的伸长轴线L可沿着在与所述机器的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的同一方向定向。
所述开口的伸长轴线L的至少一半、更优地至少三分之二、尤其是所有可沿着在与所述机器的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的同一方向定向。
所述开口的伸长轴线L的至少一半、更优地至少三分之二，尤其是所有可相对于在所述机器的横向平面中的径向轴线具有相同倾斜度。
在变型中，至少两个开口可包括伸长轴线L，所述伸长轴线沿着在与所述机器的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的两个不同方向定向。
所述开口中的至少一半可具有伸长轴线L1，该伸长轴线具有相对于在所述机器的横向平面中的径向轴线的第一倾斜度。剩余的开口可具有伸长轴线L2，该伸长轴线具有相对于在所述机器的该横向平面中的径向轴线的第二倾斜度。相对于包含所述机器的纵向轴线X的平面的第一倾斜度和第二倾斜度可以是不同的。所述第一倾斜度和所述第二倾斜度可尤其是相对于包含所述机器的纵向轴线X的平面相反的。
优选地，具有(具有第一倾斜度的)伸长轴线L1的开口在两侧由具有(具有第二倾斜度(其第一倾斜度不同)的)伸长轴线L2的开口围绕。因此可沿所述机器的周边方向交替地存在具有具有第一倾斜度L1和第二倾斜度L2的伸长轴线的开口。
两个开口可布置成V形形式或经截断V形形式。两个开口可布置成V形形式，该V形具有在5°与85°之间之间、更优地在30°与60°之间、更优地在40°与50°之间、例如大约45°的峰顶半角。所述开口中的至少一半、更优地至少三分之二、尤其是所有可布置成具有相同峰顶半角的V形形式。所述开口可布置成经截断V形形式，该经截断V形具有在5°与85°之间之间、更优地在30°与60°之间、更优地在40°与50°之间、例如大约45°的峰顶半角。所述开口中的至少一半、更优地至少三分之二、尤其是所有可布置成具有相同峰顶半角的经截断V形形式。优选地，所述开口可沿所述机器的周边方向交替地布置成V形形式和经截断V形形式。
来自于所述壳体的流体可通过重力穿过所述开口流动。相反地，来自于所述转子的冷却流体中的大部分不能够上升穿过所述开口。所述开口的该特别定向因此能够便利化来自于所述壳体的冷却流体的流动，并且能够限制来自于所述转子的冷却流体朝向所述壳体的内壁的流动。
所述开口可在所述内表面上和/或在所述外表面上具有每开口在5mm2与350mm2之间、更优地在10mm2与250mm2之间、更优地在15mm2与150mm2之间、例如大约20mm2的面积。
根据所述机器的纵向轴线X，所述开口可具有在2mm与50mm之间、更优地在12mm与40mm之间、例如大约22mm的长度。
在在所述引导装置的内表面和/或外表面上的两个邻近的开口之间的距离可以的恒定的。在所述引导装置的内表面和/或外表面上在具有具有相同倾斜度的伸长轴线的两个开口之间的距离可以是恒定的。在在所述引导装置的内表面和/或外表面上的开口之间的距离可以是可变的。
在在所述引导装置的外表面上的两个开口之间的距离可等于在在所述内表面上的两个开口之间的距离。在变型中，在在所述引导装置的外表面上的两个开口之间的距离可小于在在所述内表面上的两个开口之间的距离。进一步在变型中，在在所述引导装置的外表面上的两个开口之间的距离可大于在在所述内表面上的两个开口之间的距离。
在所述外表面上的两个邻近的开口可沿周边方向远离至多100mm、更优地至多60mm、更优地至多30mm、更优地至多20mm。在所述外表面上的两个邻近的开口可沿周边方向远离至少1mm、更优地至少2mm、更优地至少3mm。例如，在所述外表面上的两个邻近的开口可沿周边方向远离大约4mm或8mm的距离。
在所述内表面上的两个邻近的开口可沿周边方向远离至多100mm、更优地至多60mm、更优地至多30mm、更优地至多20mm。在所述内表面上的两个邻近的开口可沿周边方向远离至少0mm、更优地至少1mm、更优地至少2mm、更优地至少3mm。例如，在所述内表面上的两个邻近的开口可沿周边方向远离大约0mm或4mm的距离。在所述内表面上，两个开口可互相接合，并且尤其是在由(具有具有不同倾斜度的伸长轴线的)两个邻近的开口形成的V形的尖点位置处形成单个开口。
包括开口的引导装置的总面积(该总面积不包括所述开口的面积)可在0mm2与46000mm2之间、更优地在2000mm2与33000mm2之间、更优地在4000mm2与20000mm2之间、更优地在6000mm2与15000mm2之间、更优地在7000mm2与10000mm2之间、例如大约7700mm2或9000mm2。
所述引导装置可包括截锥形部分，所述截锥形部分与所述机器的纵向轴线X同轴，并且朝向所述线圈头部定向。
在远离所述定子质量块时，所述引导装置的截锥形部分可布置成纵向地超出所述线圈头部。例如，所述引导装置的截锥形部分可纵向地布置在所述线圈头部的左侧或右侧。
在变型中，所述引导装置的截锥形部分可至少部分地、更优地全部地布置在所述线圈头部上方。
在朝向所述机器外部纵向地远离所述线圈头部时，所述引导装置的截锥形部分可扩张。
在变型中，在朝向所述机器外部纵向地远离所述线圈头部时，所述截锥形部分可逐渐靠近所述机器的纵向轴线X。
所述截锥形部分的外表面可在包含所述机器的纵向轴线X的平面中具有相对于所述机器的纵向轴线X的在5°与85°之间、更优地在10°与60°之间、更优地在15°与45°之间、例如大约30°的倾斜度。
所述引导装置还可包括水平壁。开口可设置在所述水平壁中。在特别实施例中，所述引导装置可包括水平壁和截锥形部分。
所述引导装置可包括至少一个竖直壁，所述至少一个竖直壁从所述壳体的内壁朝向所述线圈头部延伸。该竖直壁促进所述冷却流体朝向所述线圈头部再定向。
所述竖直壁可与所述定子的线圈头部接触。
所述竖直壁的沿径向方向的高度可大于或小于在所述线圈头部与所述壳体的内壁之间的间距。在变型中，所述竖直壁的沿径向方向的高度可等于在所述线圈头部与所述壳体的内壁之间的间距。
所述竖直壁可径向地布置在离所述定子的线圈头部的非零距离处。
在所述竖直壁与所述线圈头部之间的径向空间便利化了所述冷却流体沿着所述机器的伸长轴线的流动。
在另一实施变型中，所述引导装置可包括至少一个栅网状(grillagée)部分。所述栅网状部分可以是柔性的。在变型中，所述栅网状部分可以是刚性的。
所述栅网状部分可布置在离所述定子的线圈头部的距离d处。该距离d可小于10mm、更优地小于5mm、例如大约4mm。所述栅网状部分可位于在离所述定子的绕组的零距离处(也就是说，与所述定子的绕组接触)。由于所述栅网状部分布置在离所述定子的绕组的微小距离处，这能够通过毛细作用朝向所述线圈头部定向所述冷却流体。所述栅网状部分能够通过毛细作用吸引来源于所述转子的冷却流体和/或来源于所述壳体的冷却流体。
所述栅网状部分可在包含所述机器的纵向轴线X的平面中具有相对于所述机器的纵向轴线X的在0°与45°之间、更优地在5°与30°之间、更优地在5°与20°之间、例如大约10°的倾斜度。
所述栅网状部分可包括近端端部和远端端部。所述近端端部位于成比所述远端端部更接近所述转子质量块。所述栅网状部分可朝所述远端端部的方向逐渐靠近所述机器的纵向轴线X。在变型中，所述栅网状部分可朝所述远端端部的方向偏离所述机器的纵向轴线X。
在实施变型中，所述引导装置可包括用于与所述壳体固定的固定部件。所述引导装置可由此起到法兰的作用。所述引导装置由此能够确保所述定子与所述壳体的机械维持和固定，并且还能够朝向所述线圈头部再定向来自于所述转子的冷却流体。
在变型中或附加地，所述机器除了包括所述引导装置之外还可包括法兰。所述法兰可与所述引导装置接触。在变型中，所述法兰可与所述引导装置隔有距离。
所述法兰可包括内表面和外表面以及设置于所述外表面与所述内表面之间的开口和/或在内部面上的凸起部。
根据所述机器的纵向轴线X，所述法兰可具有至少2mm、更优地至少3mm、例如大约4mm的长度。根据所述机器的纵向轴线X，所述法兰可具有至多10mm、更优地至多5mm、例如大约4mm的长度。这种长度使所述法兰能够在所述绕组的接近所述槽的入口的那部分下方延伸。在所述绕组的接近所述槽的入口的那部分中，电导体可不包括扭曲部分。因此，来自于所述转子的冷却流体更容易地从所述导体之间通过。法兰在该轴向位置上的存在能够朝向所述线圈头部再定向该冷却流体，并由此改善对于所述机器的冷却。
所述法兰可由以下材料中的一种制成：铝、钢、不锈钢、塑料，该列表并不是限制性的。
所述机器可经使用用作发动机或者用作发电机。所述机器可以是磁阻式的。所述机器可构成同步发动机或在变型中同步发电机。进一步在变型中，所述机器构成异步机器。
所述机器的最大化旋转速度可以是较高的，例如大于10000转/分钟、更优地大于12000转/分钟、例如大约14000转/分钟至15000转/分钟、更甚至是20000转/分钟或25000转/分钟。所述机器的最大化旋转速度可小于100000转/分钟、甚至是小于60000转/分钟、更甚至是小于40000转/分钟、更优地小于30000转/分钟。
本发明可非常特别适合大功率机器。
所述机器可包括单个内转子，或者(在变型中)包括径向布置于定子两侧的内转子和外转子，所述内转子和所述外转子旋转连结。
所述机器可单独地插入在壳体中或者插入在变速箱的壳体中。在该情况下，所述机器插入在还容置了变速箱的壳体中。
所述槽可至少部分地封闭。“部分地封闭的槽”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槽的电导体的安置就位。部分地封闭的槽尤其是设置在两个齿之间，所述两个齿中的每个在其自由端部位置处包括极靴，所述极靴至少部分地封闭所述槽。
在变型中，所述槽可完全地封闭。“完全地封闭的槽”是指不朝向气隙径向地开口的槽。
在实施例中，至少一个槽(甚至是每个槽)可在气隙所在侧由材料桥连续地封闭，所述材料桥与限定所述槽的齿一体成型。所有槽可在气隙所在侧由材料桥封闭，所述材料桥封闭所述槽。所述材料桥可与限定所述槽的齿一体成型。所述定子质量块由此在所述齿与封闭所述槽的材料桥之间并不配备有切口，所述槽由此在气隙所在侧由材料桥连续地封闭，所述材料桥与限定所述槽的齿一体成型。
而且，所述槽还可在与气隙相反那侧由磁轭封闭，所述磁轭经添加到所述齿上或与所述齿一体成型。所述槽由此不朝向外部径向地开口。所述定子质量块可并不配备有在所述齿与所述磁轭之间的切口。
在实施例中，所述槽中的每个具有连续地封闭的轮廓。“连续地封闭”理解成在以(与所述机器的旋转轴线垂直地采取的)横向截面观察所述槽时，所述槽具有连续地封闭的轮廓。可完整地环绕所述槽，而不会在所述定子质量块中遇到切口。
所述定子可尤其是通过具有成行地布置于所述槽中的电导体而包括分布地布置于所述槽中的线圈。“分布地”理解成所述线圈中的至少一个接连地在两个非邻近的槽中通过。
所述电导体可不杂乱地而是有序地布置在所述槽中。所述电导体以非随机的方式堆叠在所述槽中，例如布置成经对齐的几行电导体。所述电导体的堆叠是例如在所述电导体具有圆形横向截面的情况下的根据六边形网络的堆叠。
所述定子可包括容置于所述槽中的电导体。所述电导体至少(甚至是所述电导体中的大多数)可具有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”)。
所述电导体可由此形成分布式绕组。所述绕组可以不是集中式的或经在齿上绕线的。
在实施变型中，所述定子是集中式绕组。所述定子可包括齿以及布置于所述齿上的线圈。所述定子可由此是经在齿上绕线的(换句话说，具有非分布式绕组)。
所述定子的齿可包括极靴。在变型中，所述定子的齿并不配备有极靴。
所述定子可包括围绕所述磁轭的外框架。
所述定子的齿可通过磁性金属板的堆叠来制成，所述磁性金属板中的每个覆盖有绝缘树脂，以便限制由感应电流引起的损耗。
根据本发明的多个方面中的另一个，本发明还旨在提供一种用于冷却如上文描述的旋转电机的冷却方法，其中，给所述转子供应冷却流体，所述冷却流体由所述引导装置朝向所述定子的线圈头部定向。
优选地，所述冷却流体可未经加压。
在本发明中，所述冷却流体可仅在重力的影响下通过所述转子的离心力流动。有利地，可能不需要加压所述冷却流体。
附图说明
通过阅读本发明下文中的非限制性实施例的详细说明和附图，将更优地理解本发明，在所述附图中：
-图1是根据本发明的旋转电机的纵向剖视图，
-图2是图1的机器的引导零件的透视图，
-图3是图1的机器的示意性部分透视图，
-图4是实施变型的类似于图3的视图，
-图5是实施变型的类似于图1的视图，
-图6是图5的实施变型的类似于图2的视图，
-图7是实施变型的类似于图1的视图，
-图8是图7的实施变型的类似于图2的视图，
-图9是实施变型的纵向剖视详图，
-图10是图9的实施变型的类似于图2的视图，
-图11是实施变型的类似于图9的视图，
-图12是实施变型的类似于图9的视图，
-图13是实施变型的类似于图1的视图，
-图14是图13的实施变型的类似于图2的视图，
-图15是实施变型的类似于图3的视图，
-图16是根据本发明另一实施例的引导零件的前视图，
-图17是图16的引导零件的侧视图，
-图18是实施变型的类似于图3的视图。
具体实施方式
在图1至图3上示出了根据本发明的电机1的示例。电机1包括沿着纵向轴线X延伸的转子2和经绕线的定子3。转子2包括轴20和转子质量块21。经绕线的定子3具有线圈头部30。转子2和定子3布置在壳体4中。
电机1由转子2供应冷却流体。例如，所述冷却流体可来源于(或是定位于所述转子的金属板中的或是定位于所述转子的金属板与所述轴之间的)轴向通道。在变型中，所述冷却流体可来源于设置于所述轴中的通道。所述电机还包括两个侧板22，所述两个侧板布置在转子质量块21的两个轴向端部处。每个侧板22包括一个或多个用于分配冷却流体的径向分配通道220。这些径向通道220由所述转子供应冷却流体。当所述电机处于运行时，所述冷却流体通过离心力从侧板22朝向线圈头部30喷射。
所述电机还从壳体4供应冷却流体。所述冷却流体朝向线圈头部30流动穿过开口40，以冷却所述线圈头部。
在该实施例中，电机1包括两个引导装置10和法兰11，所述两个引导装置布置在所述电机的两个轴向端部处。两个引导装置10相对于与所述电机的纵向轴线X垂直的平面彼此对称。引导装置10径向地布置在线圈头部30与壳体4之间。法兰11径向地布置在线圈头部30上方且在所述机器的纵向轴线X上与侧板22相同的相同位置处。法兰11尤其是参与所述定子在所述壳体中的机械维持。
引导装置10布置在线圈头部3上方。在图1上位于在左侧的引导装置10与法兰11接触。引导装置10与所述电机的纵向轴线X同轴。
如图2所示，引导装置10是完全地环形的，并且包括圆柱形部分105。
每个引导装置10包括内表面100和外表面101(在图3上可见)。开口102设置在内表面100与外表面101之间。开口102在内表面与外表面上是基本矩形的。开口102具有恒定的横向截面。开口102沿着与所述机器的纵向轴线X平行的轴线延伸。
开口102沿伸长轴线L在外部面和内部面之间延伸。在所示的示例中，所有开口102的伸长轴线L沿着相对于与所述机器的纵向轴线X垂直的平面歪斜的同一方向定向。开口102的伸长轴线L相对于包含所述机器的纵向轴线X的平面倾斜大约25°的角度θ。在在所述引导装置的内表面100和外表面101上的两个邻近的开口102之间的距离是恒定的。在该示例中，所述距离为大约4mm。
从壳体4分配的冷却流体流动穿过设置于法兰11中的孔口110，然后流动穿过引导装置10的开口102。由此，引导装置10允许来自于所述壳体的冷却流体的流动，尤其是由于所述开口的倾斜阻止了所述冷却流体的上升。这能够在线圈头部30位置处集中更大量的冷却流体。冷却电机1的冷却由此得到改善。
引导装置10的另一实施例在图4示出。在该实施例中，所述引导装置10是完全地环形的。所述引导装置包括内表面100和外表面101。开口102、102’设置在内表面100与外表面101之间。开口102、102’具有基本矩形的横向截面。开口102、102’沿着与所述机器的纵向轴线X平行的轴线延伸。开口中的一半102具有伸长轴线L1，该伸长轴线具有相对于在所述机器的横向平面中的径向轴线的第一倾斜度。开口中的剩余部分102’具有伸长轴线L2，该伸长轴线具有相对于在所述机器的横向平面中的径向轴线的第二倾斜度(其与第一倾斜度相反)。具有(具有第一倾斜度的)伸长轴线L1的开口102在两侧由具有(具有第二倾斜度的)伸长轴线L2的开口102’包围。
在所示的示例中，开口102、102’沿所述机器的周边方向交替地布置成V形形式和经截断V形形式。布置成V形形式的开口布置成具有大约45°的峰顶半角α的V形形式。布置成经截断V形形式的开口布置成具有大约45°的峰顶半角β的经截断V形形式。
来自于壳体4的冷却流体流动穿过设置于法兰11中的孔110，然后流动穿过开口102、102’。在在所述引导装置的外表面上的两个邻近的开口102、102’之间的距离不是恒定的。在在所述引导装置的内表面上的两个邻近的开口102、102’之间的距离为大约0mm(当两个邻近的开口在V的尖点位置处互相接合时)或大约4mm。
在图5和图6的实施例中，引导装置10包括与所述机器的纵向轴线X同轴的截锥形部分103。截锥形部分103布置成纵向地超出线圈头部30，也就是说，所述截锥形部分在右侧或在左侧超过线圈头部30。该截锥形部分103朝向所述线圈头部定向，并且不与所述线圈头部接触。在朝向所述机器外部纵向地远离线圈头部30时，所述引导装置的截锥形部分103扩张。
由此，来自于转子2的冷却流体沿着壳体3的壁流动，然后沿着引导装置10中的一个流动，以朝向线圈头部30导向。
另外，来自于壳体4的冷却流体掉落到线圈头部30上。截锥形部分103的外表面在包含所述机器的纵向轴线X的平面中具有相对于所述机器的纵向轴线X的大约30°的倾斜角度i。
在图7和图8的实施例中，引导装置10包括与所述机器的纵向轴线X同轴的截锥形部分103。截锥形部分103布置在线圈头部30上方。该截锥形部分103朝向所述线圈头部定向，并且不与所述线圈头部接触。在朝向所述机器外部纵向地远离所述线圈头部时，所述截锥形部分逐渐靠近所述机器的纵向轴线X。所述截锥形部分的外表面在包含所述机器的纵向轴线X的平面中具有相对于所述机器的纵向轴线X的大约30°的倾斜度。
在图9至图12的实施例中，引导装置10包括竖直壁106，所述竖直壁从壳体4的内壁朝向线圈头部30延伸。该竖直壁106能够截断(沿着壳体4的内壁流动的以及来自于所述转子和/或所述壳体的)冷却流体流。由此，所述冷却流体流朝向线圈头部30定向。
在图9和图12的实施例中，竖直壁106与线圈头部30接触。
在图9的实施例中，竖直壁106的沿径向方向的高度h等于在所述线圈头部与所述壳体的内壁之间的间距。
在图12的实施例中，竖直壁106的沿径向方向的高度h大于在所述线圈头部与所述壳体的内壁之间的间距。
在图11的实施例中，引导装置10的竖直壁106不与所述线圈头部接触。该布置允许所述冷却流体的更优的轴向流动。
在图13和图14的实施例中，引导装置10包括截锥形部分103和圆柱形部分105。截锥形部分103类似于参考图5和图6描述的截锥形部分。圆柱形部分105类似于参考图1和图2描述的圆柱形部分。
图15示出了实施变型。在该变型中，引导装置10包括栅网状部分107(例如柔性的栅网状部分)。栅网状部分107与所述定子的线圈头部30接触。栅网状部分107能够通过毛细作用吸引来源于转子的冷却流体和/或来源于壳体4的冷却流体。
在图16至图18的实施例中，引导装置10包括固定部件108。引导装置10由此还充当法兰的作用并且参与对于所述电机的机械维持。引导装置10在其内表面100上包括肋109，所述肋与所述电机的纵向轴线X平行地延伸。这些肋109能够截断来自于转子的冷却流体流，以使所述冷却流体流朝向线圈头部30再定向。所述引导装置的内表面100的包括肋109的那部分围绕电机1的纵向轴线X在基本120°上延伸。
在图18的实施例中，引导装置10还包括竖直壁106。
当然，本发明并不限于刚刚描述的实施例。可在引导装置上不同地组合刚刚描述的元素。例如，所述引导装置可包括具有开口的圆柱形部分以及竖直壁。
另外，与经描述的定子相关联的转子可以是绕线式的、鼠笼式的或永磁体式的又或可变磁阻式的。
Claims (19)
1.一种旋转电机(1)，所述旋转电机沿纵向轴线X延伸，并且包括转子(2)以及具有线圈头部(30)的经绕线的定子(3)，所述转子(2)和所述定子(3)布置在包括内壁的壳体(4)中，所述转子(2)包括至少一个冷却流体分配通道，所述旋转电机包括至少一个引导装置(10)，所述至少一个引导装置径向地布置在所述定子的线圈头部与所述壳体的内壁之间，
所述引导装置(10)配置用于尤其是通过离心力朝所述定子的线圈头部上定向从所述转子喷射的冷却流体。
2.根据权利要求1所述的旋转电机，所述旋转电机还包括由所述壳体(4)供应冷却流体，来自所述壳体的冷却流体能够尤其是通过重力由所述引导装置(10)朝向所述线圈头部定向。
3.根据上两个权利要求中任一项所述的旋转电机，在以横向截面观察时，所述引导装置(10)是至少部分地环形的、尤其是完全地环形的，所述引导装置(10)能够与所述转子的轴(20)同轴。
4.根据权利要求3所述的旋转电机，所述引导装置(10)包括内表面(100)和外表面(101)以及设置于所述外表面与所述内表面之间的开口(102)和/或在内部面上的凸起部(109)。
5.根据权利要求4所述的旋转电机，一个或多个凸起部(109)是肋，尤其是与所述旋转电机的纵向轴线X平行地延伸的肋。
6.根据上两个权利要求中任一项所述的旋转电机，所述开口(102)中的每个沿伸长轴线L延伸，所述伸长轴线是在与所述旋转电机的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的。
7.根据权利要求6所述的旋转电机，所述开口(102)的伸长轴线L沿着在与所述旋转电机的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的同一方向定向。
8.根据上两个权利要求中任一项所述的旋转电机，至少两个开口(102，102’)包括伸长轴线L，所述伸长轴线沿着在与所述旋转电机的纵向轴线X垂直的平面中歪斜的两个不同方向定向。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的旋转电机，所述开口(102)在所述内表面(100)上和/或在所述外表面(101)上具有在5mm2与350mm2之间、更优地在10mm2与250mm2之间、更优地在15mm2与150mm2之间、例如大约20mm2的面积。
10.根据上述权利要求中任一项所述的旋转电机，所述引导装置(10)包括截锥形部分(103)，所述截锥形部分与所述旋转电机的纵向轴线X同轴，并且朝向所述线圈头部(30)定向。
11.根据权利要求10所述的旋转电机，所述截锥形部分(103)的外表面在包含所述旋转电机的纵向轴线X的平面中具有相对于所述旋转电机的纵向轴线X的在5°与85°之间、更优地在10°与60°之间、更优地在15°与45°之间、例如大约30°的倾斜度(i)。
12.根据上述权利要求中任一项所述的旋转电机，所述引导装置包括至少一个竖直壁(106)，所述至少一个竖直壁从所述壳体(4)的内壁朝向所述线圈头部(30)延伸。
13.根据权利要求12所述的旋转电机，所述竖直壁(106)与所述定子的线圈头部(30)接触。
14.根据权利要求13所述的旋转电机，所述竖直壁(106)径向地布置在离所述定子的线圈头部(30)的非零距离处。
15.根据上述权利要求中任一项所述的旋转电机，所述引导装置包括至少一个栅网状部分(107)。
16.根据权利要求15所述的旋转电机，所述栅网状部分(107)在包含所述旋转电机的纵向轴线X的平面中具有相对于所述旋转电机的纵向轴线X的在0°与45°之间、更优地在5°与30°之间、更优地在5°与20°之间、例如大约10°的倾斜度。
17.根据上述权利要求中任一项所述的旋转电机，所述引导装置(10)包括用于与所述壳体(4)固定的固定部件(108)。
18.一种用于冷却根据上述权利要求中任一项所述的旋转电机的冷却方法，其中，给转子(2)供应冷却流体，所述冷却流体由引导装置(10)朝向定子的线圈头部(30)定向。
19.根据权利要求18所述的冷却方法，所述冷却流体未经加压。
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