DE102009009819A1

DE102009009819A1 - Laminated stator core for electrical machine, has cooling ducts formed in helical-shape and running in core around central axis by shifting arrangement of cooling holes that are formed in outer boundary region of stator plates

Info

Publication number: DE102009009819A1
Application number: DE200910009819
Authority: DE
Inventors: Florian Dipl.-Ing. Asenkerschbaumer (FH); Hans-Georg Hornung
Original assignee: Sensor Technik Wiedemann GmbH
Current assignee: Sensor Technik Wiedemann GmbH
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2009-02-20
Publication date: 2010-08-26

Abstract

The core (1) has stator plates provided with multiple cooling ducts (3), and winding grooves (4) formed by recesses in the stator plates. The cooling ducts are formed by cooling holes that are radially and/or tangentially shifted against each other. The cooling ducts are formed in a helical-shape, and run in the core around a central axis (MA) by shifting arrangement of the cooling holes. The cooling holes are formed in an outer boundary region of the stator plates and elongated to form a slit-shape.

Description

Die Erfindung betrifft ein Statorblechpaket für elektrische Maschinen gemäß den Ansprüchen 1 und 8 sowie ein Statorblech gemäß dem Anspruch 17.The The invention relates to a laminated stator core for electrical Machines according to claims 1 and 8 and a stator according to claim 17.

Elektrische Maschinen bestehend aus einem Stator mit Statorwicklungen und einem drehbar innerhalb des Stators geführten Rotor sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt. Des Weiteren sind Drehstrommotoren, insbesondere Asynchron-Drehstrommotoren bekannt, die sehr hoch belastbar sind und nahezu lastunabhängig eine konstante Drehzahl aufweisen.electrical Machines consisting of a stator with stator windings and one rotatably guided within the stator rotor are sufficiently out known in the art. Furthermore, three-phase motors, In particular, asynchronous three-phase motors known that very high load capacity are and almost load independent a constant speed exhibit.

Ein Hauptproblem bei derartigen Motoren, insbesondere von Motoren mit großen Leistungen, stellt die Kühlung dar. Durch den Stromfluss in der Statorwicklung wird im Motor Wärme erzeugt, die durch Kühlung abgeführt werden muss. Eine Kühlung kann beispielsweise über Luft, die den Motor durchströmt oder besonders effektiv über Fluide erreicht werden. Der Stator kann hierbei beispielsweise aus einzelnen Statorblechen aufgebaut sein, die in Ihrer Gesamtheit ein Statorblechpaket bilden. Diese Statorbleche bilden ihrerseits Kühlflächen, über die die im Motorinneren entstehende Wärme abgeführt werden kann.One Main problem with such engines, especially of engines with great performances, represents the cooling dar The current flow in the stator winding is heat in the engine generated, which must be dissipated by cooling. A cooling can, for example, over air, the flows through the engine or particularly effective over Fluids are achieved. The stator can, for example, off individual stator laminations be constructed in their entirety form a stator lamination. These stator plates in turn form Cooling surfaces, over which the inside of the engine arising heat can be dissipated.

Der Stator kann im Falle einer Fluidkühlung Kühlkanäle aufweisen, die von dem Fluid durchflossen sind und dadurch den Stator kühlen. Aus der Druckschrift DD 204 187 ein Statorblechpaket mit axialen Kühlkanälen und nicht rotationssymmetrischer Kontur für durchzugsbelüftete elektrische Maschinen bekannt. Das Statorblechpaket ist hierbei aus einzelnen Statorblechen mit einer quadratischen Außenkontur gebildet. Unmittelbar am äußeren Umfang des Statorblechs sind umlaufend Kühlkanalausschnitte angeordnet. Die Kühlöffnungen sind in unmittelbar aufeinander folgenden Quadranten unterschiedlich angeordnet und zwar radial und tangential leicht versetzt zueinander. In zwei gegenüberliegenden Quadranten sind die Kühlöffnungen jeweils gleich ausgerichtet. Dies hat zur Folge, dass bei Übereinanderlegen von zwei Statorblechen, die zueinander 90° verdreht sind, die Kühlöffnungen von dem darüber bzw. darunter liegenden Statorblech zumindest teilweise verdeckt sind und somit bei Verwendung von jeweils identischen Statorblechen innerhalb eines Statorblechpakets die wirksame Kühlfläche innerhalb des Kühlkanals dadurch vergrößert wird, dass die aufeinander folgenden Statorbleche jeweils 90° verdreht zueinander verdreht angeordnet werden. Nachteilig hierbei ist, dass durch die derartige Anordnung ein zickzack-förmiger Kühlkanal entsteht, der einen deutlich erhöhten Durchflusswiderstand für ein durchfließendes Kühlmedium aufweist.In the case of a fluid cooling, the stator may have cooling channels through which the fluid flows, thereby cooling the stator. From the publication DD 204 187 a Statorblechpaket with axial cooling channels and not rotationally symmetrical contour for Durchzugbelüftete electrical machines known. The stator lamination stack is formed from individual stator laminations with a square outer contour. Immediately on the outer circumference of the stator laminations cooling channel cutouts are arranged. The cooling holes are arranged differently in immediately successive quadrants and that radially offset tangentially and each other. In two opposite quadrants, the cooling holes are each aligned the same. This has the consequence that when superimposing two stator laminations, which are rotated 90 ° to each other, the cooling holes are at least partially covered by the above or below the stator plate and thus when using each identical stator within a stator lamination stack, the effective cooling surface within the cooling channel is increased by the fact that the successive stator laminations are rotated in each case rotated 90 ° to each other. The disadvantage here is that a zigzag-shaped cooling channel is created by such an arrangement, which has a significantly increased flow resistance for a flowing cooling medium.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Statorblechpaket bestehend aus einer Vielzahl von Statorblechen aufzuzeigen, das eine verbesserte Wärmeableitung gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Statorblechpaketen aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Statorblechpaket entsprechend den Patentansprüchen 1 oder 8 ausgebildet. Ein Statorblech ist Gegenstand des Patentanspruchs 17.Of the Invention is based on the object consisting of a laminated stator core show from a variety of stator laminations, which improved heat dissipation compared to the stator laminations known from the prior art having. To solve this problem is a stator lamination formed according to claims 1 or 8. A stator plate is the subject of claim 17.

Der wesentliche Aspekt des erfindungsgemäßen Gegenstands ist darin zu sehen, dass das Statorblechpaket für eine elektrische Maschine aus einer Vielzahl von Statorblechen mit mehreren Kühlkanälen sowie mit mehreren von Aussparungen in den Statorblechen gebildeten Wicklungsnuten zur Aufnahme wenigstens einer Statorwicklung besteht, wobei die Kühlkanäle von sich zu diesen Kanälen ergänzenden Kühlöffnungen gebildet sind, die jeweils in zwei aufeinander folgenden Statorblechen zumindest teilweise bezogen auf die Mittelachse des Statorblechpakets radial und/oder tangential gegeneinander versetzt sind. Die Kühlkanäle sind durch die versetzte Anordnung der Kühlöffnungen schraubenlinienförmig um die Mittelachse verlaufend im Statorblech ausgebildet.Of the essential aspect of the subject invention is to be seen in that the stator lamination for a electric machine consisting of a plurality of stator laminations with several Cooling channels and with several of recesses formed in the stator laminations for receiving at least a stator winding, wherein the cooling channels by itself to these channels complementary cooling holes are formed, each in two successive stator laminations at least partially based on the central axis of the stator lamination radially and / or tangentially offset from each other. The cooling channels are due to the staggered arrangement of the cooling holes helically around the central axis running in Stator formed.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Statorbleche an ihrem Umfang im Wesentlichen kreisförmig und weisen im äußeren Randbereich Kühlöffnungen beispielsweise in Form von halbkreisförmigen Ausnehmungen auf. Durch die derartige Platzierung der Kühlöffnungen im äußersten Randbereich des Statorblechs ist sichergestellt, dass ein durch die Statorwicklung induziertes Magnetfeld aufgrund der Kühlöffnungen keine oder möglichst geringe Störungen erfährt.In In a preferred embodiment, the stator laminations at its periphery substantially circular and have in the outer edge area cooling holes for example in the form of semicircular recesses on. By such placement of the cooling holes in the outermost edge region of the stator is ensures that a magnetic field induced by the stator winding due to the cooling holes no or possible minor disturbances.

In einem weiteren bevorzugten Ausführung sind alle Statorbleche eines Statorblechpakets identisch ausgebildet und jeweils zwei im Statorblechpaket zueinander benachbarte Statorbleche sind jeweils um eine Wicklungsnutenteilung, d. h. um den Winkelbetrag, den zwei benachbarte Wicklungsnuten voneinander aufweisen oder einem ganzzahligen Vielfachen der Wicklungsnutenteilung gegeneinander verdreht angeordnet. Durch die Verwendung jeweils gleicher Statorbleche innerhalb des Statorblechpakets ist es möglich, dass die Statorbleche alle von einem gleichen Werkzeug gefertigt, insbesondere gestanzt werden und dadurch kostengünstig herstellbar sind.In In a further preferred embodiment, all stator laminations are a stator laminated core formed identically and two in the Stator laminated core to each other adjacent stator laminations are respectively around a winding groove pitch, d. H. by the angular amount, the two have adjacent winding grooves from each other or an integer multiple the Wicklungsnutenteilung rotated against each other. By the use of the same stator laminations within the stator lamination stack it is possible that the stator laminations are all of one same Tool manufactured, in particular punched and thereby cost can be produced.

Die Erfindung betrifft auch ein Statorblechpaket für eine elektrische Maschine mit einer Vielzahl von Statorblechen mit mehreren Kühlkanälen, mit mehreren von Aussparungen in den Statorblechen gebildeten Wicklungsnuten zur Aufnahme wenigstens einer Statorwicklung sowie mit zwischen den Wicklungsnuten von Polabschnitten der Statorbleche gebildeten Polen, wobei die Kühlkanäle von sich zu diesen Kanälen ergänzenden Kühlöffnungen gebildet sind. Das Statorblechpaket ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlkanäle in den Polen mit einem sich durch die versetzte Anordnung der Kühlöffnungen vielfach in der Richtung verändernden Verlauf beispielsweise mit einem mäanderförmigen Verlauf ausgebildet sind. Durch die Ausbildung der Kühlöffnungen innerhalb der Polabschnitte ist gewährleistet, dass das Statorblechpaket in unmittelbarer Nähe des Ortes der Wärmeentstehung von Kühlmittel durchflossen werden kann und damit eine erhöhte Kühlleistung im Stator erreicht werden kann.The invention also relates to a laminated stator core for an electrical machine having a plurality of stator laminations with a plurality of cooling channels, with a plurality of winding slots formed by recesses in the stator laminations for accommodating at least one stator winding and poles formed between the winding slots of pole sections of the stator laminations, the cooling channels being self-terminating to These channels additional cooling holes are formed. The laminated stator core is characterized in particular by the fact that the cooling channels in the poles are formed, for example, with a meandering profile, with a course that changes in many directions in the direction due to the staggered arrangement of the cooling openings. The design of the cooling openings within the pole sections ensures that the laminated stator core can be flowed through in the immediate vicinity of the location of the heat generation of coolant, and thus an increased cooling capacity in the stator can be achieved.

In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Kühlkanäle in den Polen durch zumindest teilweise übereinander liegende längliche, insbesondere schlitzförmig ausgebildete Kühlöffnungen benachbarter Statorbleche gebildet, wobei die Kühlöffnungen unterschiedliche Größe aufweisen und/oder zumindest teilweise bezogen auf die Mittelachse des Statorblechpakets radial zueinander versetzt sind. Durch die derartige Ausbildung der Kühlkanäle durchfließt das Kühlmedium die Pole zickzackförmig, wobei dadurch die effektive Kühlkanallänge stark vergrößert und damit die Kühlleistung erhöht ist.In In a preferred embodiment, the cooling channels in the poles by at least partially superimposed elongated, in particular slit-shaped Cooling openings adjacent stator plates formed, the cooling holes are different size and / or at least partially based on the central axis the stator lamination are offset radially to each other. By the such a design of the cooling channels flows through the cooling medium the poles zigzag, wherein thereby greatly increasing the effective cooling channel length and thus the cooling capacity is increased.

Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.Further developments, Advantages and applications of the invention result also from the following description of exemplary embodiments and from the figures. All are described and / or illustrated illustrated features alone or in any combination in principle subject of the invention, independent from their summary in the claims or their dependency. Also, the content of the claims becomes an integral part the description made.

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand mehrerer Figuren näher beschrieben. Es zeigen:following the invention is based on an embodiment several figures described in more detail. Show it:

1 ein Teil eines erfindungsgemäßen Statorblechpakets bestehend aus mehreren versetzt angeordneten Statorblechen; 1 a part of a laminated stator core according to the invention consisting of a plurality of staggered stator plates;

2 ein Teil eines erfindungsgemäßen Statorblechpakets in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung; 2 a part of a laminated stator core according to the invention in a perspective sectional view;

3 ein Teil eines erfindungsgemäßen Statorblechpakets mit Polkühlung in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung und 3 a part of a Statorblechpakets invention with Polkühlung in a perspective sectional view and

4 ein erfindungsgemäßes Statorblech in einer Ausschnittsdarstellung. 4 an inventive stator in a sectional view.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes Statorblechpaket 1 für eine elektrische Maschine bestehend aus einer Vielzahl von Statorblechen 2 gezeigt. Das Statorblechpaket 1 ist im Wesentlichen ringförmig und weist in der Mitte eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Rotors auf. Des Weiteren sind an der Innenseite der Statorbleche 2 längliche Aussparungen 4.1 angeordnet, deren Längsausdehnung radial verläuft. Jeweils eine Aussparung 4.1 ergänzt sich hierbei mit den deckungsgleichen Aussparungen 4.1 der darüber bzw. darunter liegenden Statorblechen 2 zu Wickungsnuten 4, die das Statorblechpaket 1 axial und parallel zur Mittelachse MA durchziehen. Diese Wicklungsnuten 4 dienen der Aufnahme der Statorwicklungen. An seiner Umfangsseite weist das Statorblechpaket 1 eine Vielzahl von Kühlkanälen 3 auf, die jeweils von Kühlöffnungen 3.1 in den Statorblechen 2 gebildet sind, und zwar dadurch, dass sich jeweils eine Kühlöffnung 3.1 in einem Statorblech 2 mit darüber bzw. darunter liegenden Kühlöffnungen 3.1 der angrenzenden Statorbleche 2 zu dem Kühlkanal 3 ergänzen. Hierbei sind die Kühlöffnungen 3.1 zweier aufeinander folgender Statorbleche 2 derart angeordnet, dass sie zumindest teilweise bezogen auf die Mittelachse MA des Statorblechpakets 1 radial und/oder tangential gegeneinander versetzt sind. Der Versatz der Kühlöffnungen 3.1 ist insbesondere derart gewählt, dass sich ein schraubenlinienförmig um die Mittelachse MA verlaufender Kühlkanal 3 im Statorblechpaket 1 ausbildet.In 1 is a stator laminated core according to the invention 1 for an electrical machine consisting of a plurality of stator laminations 2 shown. The stator core 1 is substantially annular and has a recess in the middle for receiving a rotor. Furthermore, on the inside of the stator laminations 2 elongated recesses 4.1 arranged, whose longitudinal extent is radial. One recess each 4.1 complements this with the congruent recesses 4.1 the above or below lying stator laminations 2 to winding grooves 4 that the stator lamination package 1 axially and parallel to the center axis MA pull through. These winding grooves 4 serve to accommodate the stator windings. On its peripheral side, the stator laminated core 1 a variety of cooling channels 3 on, each from cooling holes 3.1 in the stator laminations 2 are formed, and in fact by each having a cooling opening 3.1 in a stator plate 2 with above or below cooling holes 3.1 the adjacent stator laminations 2 to the cooling channel 3 complete. Here are the cooling holes 3.1 two successive stator laminations 2 arranged such that they at least partially relative to the center axis MA of the stator lamination stack 1 radially and / or tangentially offset from each other. The offset of the cooling holes 3.1 is particularly chosen such that a helical extending around the central axis MA cooling channel 3 in stator laminated core 1 formed.

Um möglichst geringe Störungen des durch die Statorwicklung im Statorblechpaket 1 induzierten Magnetfeldes zu erreichen, sind die Kühlöffnungen 3.1 im äußeren Randbereich des Statorblechs 2 ausgebildet. Hierdurch wird erreicht, dass ein durch die Kühlkanäle 3 ungestörter oder nahezu ungestörter Magnetfluss innerhalb des Statorblechpakets 1 und innerhalb der zwischen den Wicklungsnuten 4 gebildeten Magnetpole 6 möglich ist und die Leistung der elektrischen Maschine durch das Einbringen der Kühlkanäle 3 in das Statorblechpaket 1 nicht beeinträchtigt wird.To minimize disturbances of the stator winding in the laminated stator core 1 To achieve induced magnetic field, the cooling holes 3.1 in the outer edge region of the stator lamination 2 educated. This ensures that a through the cooling channels 3 undisturbed or almost undisturbed magnetic flux within the laminated stator core 1 and within between the winding grooves 4 formed magnetic poles 6 is possible and the performance of the electric machine by introducing the cooling channels 3 in the stator core 1 is not affected.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kühlöffnungen 3.1 durch halbkreisförmige Ausnehmungen im äußeren Randbereich des Statorblechpakets 1 gebildet. Hiervon abweichend können die Kühlöffnungen 3.1 jedoch beliebige Querschnittsflächen beispielsweise runde, ovale oder polygonartige Querschnittsflächen aufweisen.In the embodiment shown, the cooling holes 3.1 by semicircular recesses in the outer edge region of the laminated stator core 1 educated. Deviating from the cooling holes 3.1 However, any cross-sectional areas, for example, have round, oval or polygonal cross-sectional areas.

2 zeigt ein erfindungsgemäßes Statorblechpaket 1 in einer perspektivischen Ausschnittsdarstellung. Das Statorblechpaket 1 ist an seinem Umfang im Wesentlichen kreisförmig und besteht aus mehreren hintereinander liegenden Statorblechen 2, wobei alle oder zumindest mehrere zueinander identisch ausgebildet sind. Die Statorbleche 2 werden zur Bildung des Statorblechpakets 1 derart hintereinandergelegt, dass die Aussparungen 4.1 in den Statorblechen 2 jeweils deckungsgleich zueinander zu liegen kommen. Die Statorbleche 2 weisen vorzugsweise eine unterschiedliche Anzahl von Kühlöffnungen 3.1 im Vergleich zur Anzahl der Aussparungen 4.1 auf. Insbesondere ist die Anzahl der Kühlöffnungen 3.1 größer als die Anzahl der Aussparungen 4.1. Dadurch wird erreicht, dass die Aussparungen 4.1 gegenüber den Kühlöffnungen 3.1 einen Versatz entlang des Umfangs aufweisen. Durch die unterschiedliche Anzahl der Kühlöffnungen 3.1 im Vergleich zur Anzahl der Aussparungen 4.1 wird es möglich, dass zwei im Statorblechpaket 1 benachbarte Statorbleche 2 jeweils um eine Wicklungsnutenteilung oder einem ganzzahligen Vielfachen der Wicklungsnutenteilung gegeneinander verdreht angeordnet sind, so dass die Aussparungen wieder Deckungsgleich zu liegen kommen. Die übereinander liegenden Kühlöffnungen 3.1 kommen hierbei jedoch nicht deckungsgleich zu liegen, da der Winkelbetrag, den zwei benachbarte Wicklungsnuten 4 zueinander aufweisen von dem Winkelversatz, den zwei benachbarte Kühlöffnungen 3.1 zueinander aufweisen, unterschiedlich ist. Dadurch entsteht ein Versatz der hintereinanderliegenden Kühlöffnungen 3.1, der einen Teil des zwischen zwei Kühlöffnungen 3.1 eines Statorblechs 2 liegenden Materials freigelegt. Dies erhöht die effektiv wirksame Kühlfläche des Kühlkanals 3 um ein Vielfaches gegenüber einem geradlinigen, d. h. axial zur Mittelachse MA des Statorblechpakets 1 verlaufenden Kühlkanals 3. Eine weitere Erhöhung der effektiv wirksamen Kühlfläche kann dadurch erreicht werden, dass neben dem tangentialen Versatz zusätzlich die Kühlöffnungen 3.1 von hintereinanderliegenden Statorblechen 2 radial zueinander versetzt sind. 2 shows a stator laminated core according to the invention 1 in a perspective sectional view. The stator core 1 is substantially circular at its periphery and consists of a plurality of stator laminations one behind the other 2 , Wherein all or at least several identical to each other. The stator laminations 2 become the formation of the laminated stator core 1 such in a row that the recesses 4.1 in the stator laminations 2 each to be congruent to each other. The stator laminations 2 preferably have a different number of cooling holes 3.1 compared to the number of recesses 4.1 on. In particular, the number of cooling holes 3.1 greater than the number of recesses 4.1 , This will ensure that the recesses 4.1 opposite the cooling holes 3.1 have an offset along the circumference. Due to the different number of cooling holes 3.1 compared to the number of recesses 4.1 It will be possible for two in the laminated stator core 1 adjacent stator laminations 2 are each arranged rotated by a Wicklungsnutenteilung or an integral multiple of the Wicklungsnutenteilung against each other, so that the recesses come to lie again congruent. The superimposed cooling holes 3.1 However, they do not coincide, because the angular amount, the two adjacent Wicklungsnuten 4 to each other from the angular offset, the two adjacent cooling holes 3.1 to each other, is different. This creates an offset of the successive cooling holes 3.1 that is part of the between two cooling holes 3.1 a stator plate 2 lying exposed material. This increases the effectively effective cooling area of the cooling channel 3 by a multiple compared to a straight line, ie axially to the central axis MA of the stator lamination stack 1 extending cooling channel 3 , A further increase of the effectively effective cooling surface can be achieved in that in addition to the tangential offset additionally the cooling holes 3.1 of consecutive stator laminations 2 are offset radially to each other.

Gemäß einem weiteren Erfindungsgedanken besteht das Statorblechpaket 1 für eine elektrische Maschine aus einer Vielzahl von Statorblechen 2, wobei die Statorbleche 2 mehrere Aussparungen 4.1 zur Bildung von Wicklungsnuten 4 im Statorblechpaket 1 aufweisen. Diese Wicklungsnuten 4 sind beidseitig von Polabschnitten 6.1 der Statorbleche 2 begrenzt. Durch das stapelweise Anordnen von mehreren Statorblechen 2 werden aus den übereinander liegenden Polabschnitten 6.1 Magnetpole 6 gebildet. In den Seitenflächen der Polabschnitte 6.1 sind tangential im jeweiligen Polabschnitt 6.1 zentrierte Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 eingebracht, die sich durch die stapelartige Anordnung einer Vielzahl von Statorblechen 2 zu Kühlkanälen 5 ergänzen. Hierbei wird jeweils ein Pol 6 von einem Kühlkanal 5 durchzogen. Durch eine versetzte Anordnung der Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 zueinander werden insbesondere Kühlkanäle 5 in den Polen 6 gebildet, die einen vielfach in der Richtung sich verändernden Verlauf beispielsweise einen mäanderförmig Verlauf aufweisen.According to a further concept of the invention, the stator lamination stack exists 1 for an electric machine from a plurality of stator laminations 2 , wherein the stator laminations 2 several recesses 4.1 for the formation of winding grooves 4 in stator laminated core 1 exhibit. These winding grooves 4 are on both sides of pole sections 6.1 the stator laminations 2 limited. By stacking several stator laminations 2 become out of the superimposed pole sections 6.1 magnetic poles 6 educated. In the side surfaces of the pole sections 6.1 are tangential in the respective pole section 6.1 centered cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 introduced, characterized by the stack-like arrangement of a plurality of stator laminations 2 to cooling channels 5 complete. Here, one pole each 6 from a cooling channel 5 traversed. By an offset arrangement of the cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 in particular cooling channels are 5 in the poles 6 formed, which have a course in the direction of changing course, for example, a meandering course.

In einer bevorzugten Ausführungsform ändert sich der Verlauf der Kühlkanäle 5 mehrfach zumindest in radialer Richtung bezogen auf die Mittelachse MA des Statorblechpakets 1.In a preferred embodiment, the course of the cooling channels changes 5 several times at least in the radial direction relative to the central axis MA of the laminated stator core 1 ,

Dieser Verlauf der Kühlkanäle 5 wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass in den Polabschnitten 6.1 der Statorbleche 2 unterschiedlich große bzw. lagemäßig unterschiedlich angeordnete Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 eingebracht sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 länglich, insbesondere schlitzförmig ausgebildet und mit ihrer Längserstreckung radial bezogen auf die Mittelachse MA des Statorblechpakets 1 orientiert. Die Längsausdehnung der Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 innerhalb eines Statorblechs 2 kann hierbei unterschiedlich sein, wobei sich vorzugsweise die Längsausdehnung alternierend in aufeinander folgenden Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 innerhalb eines Statorblechs ändert. Die alternierende Anordnung kann hierbei der Gestalt sein, dass jeweils eine Kühlöffnung 5.2 mit großer Längsausdehnung von jeweils einer Kühlöffnung 5.1, 5.3 mit kleinerer Längsausdehnung umgeben ist, wobei diese Kühlöffnungen 5.1, 5.3 unterschiedlichen radialen Abstand zur Mittelachse MA des Statorblechpakets 1 haben.This course of the cooling channels 5 is preferably achieved in that in the pole sections 6.1 the stator laminations 2 different sized or positionally differently arranged cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 are introduced. In a preferred embodiment, the cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 elongate, in particular slit-shaped and with its longitudinal extent radially relative to the central axis MA of the stator lamination stack 1 oriented. The longitudinal extent of the cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 inside a stator plate 2 may be different, preferably with the longitudinal extent alternating in successive cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 within a stator sheet changes. In this case, the alternating arrangement can be in the form of a respective cooling opening 5.2 with large longitudinal extent of each one cooling hole 5.1 . 5.3 is surrounded with smaller longitudinal extent, these cooling holes 5.1 . 5.3 different radial distance to the central axis MA of the stator lamination stack 1 to have.

3 zeigt in einer perspektivischen Schnittdarstellung durch einen Teil des Statorblechpakets 1 den mäanderförmigen Verlauf eines Kühlkanals 5 durch einen Pol 6. Zur Bildung der mäanderförmigen Kühlkanäle 5 innerhalb des Statorblechpakets 1 werden die einzelnen Statorbleche 2 derart angeordnet, dass in aufeinander folgenden Polabschnitten 6.1 der Statorbleche 2 jeweils auf eine Kühlöffnung 5.2 mit großer Längsausdehnung eine Kühlöffnung 5.1, 5.3 mit kleiner Längsausdehnung folgt. Bei der Betrachtung eines Pols 6 folgen in den übereinander liegenden Polabschnitten 6.1 der Statorbleche 2 auf eine Kühlöffnung 5.2 mit großer Längsausdehnung eine Kühlöffnung 5.1 mit kleiner Längsausdehnung und radial großem Abstand zur Mittelachse MA gefolgt von einer Kühlöffnung 5.2 mit großer Längsausdehnung und anschließend einer Kühlöffnung 5.3 mit kleiner Längsausdehnung und kleinem radialen Abstand zur Mittelachse MA. Durch diese Anordnung der einzelnen Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 durchfließt ein Kühlmittel den gebildeten Kühlkanal 5 derart, dass das Kühlmittel in den Kühlöffnungen 5.1, 5.3 jeweils in axialer Richtung das Statorblechpaket 1 durchfließt und in den Kühlöffnungen 5.2 innerhalb des Pols 6 in radialer Richtung senkrecht zur Axialrichtung des Statorblechpakets 1. Dadurch wird die effektive Kühlkanallänge gegenüber einem rein in axialer Richtung verlaufenden Kühlkanal wesentlich verlängert und dadurch die Kühlleistung innerhalb der Pole 6 deutlich gesteigert. 3 shows in a perspective sectional view through a part of the laminated stator core 1 the meandering course of a cooling channel 5 through a pole 6 , To form the meandering cooling channels 5 inside the stator core 1 become the individual stator laminations 2 arranged such that in successive pole sections 6.1 the stator laminations 2 each on a cooling hole 5.2 with large longitudinal extent a cooling hole 5.1 . 5.3 follows with small longitudinal extent. When looking at a pole 6 follow in the superimposed pole sections 6.1 the stator laminations 2 on a cooling hole 5.2 with large longitudinal extent a cooling hole 5.1 with small longitudinal extent and radially large distance to the center axis MA followed by a cooling opening 5.2 with large longitudinal extent and then a cooling hole 5.3 with small longitudinal extent and small radial distance to the central axis MA. By this arrangement of the individual cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 a coolant flows through the cooling channel formed 5 such that the coolant in the cooling holes 5.1 . 5.3 in each case in the axial direction of the laminated stator core 1 flows through and in the cooling holes 5.2 inside the pole 6 in the radial direction perpendicular to the axial direction of the laminated stator core 1 , As a result, the effective cooling channel length is substantially lengthened compared to a cooling channel running purely in the axial direction and thereby the cooling capacity within the poles 6 significantly increased.

Durch die längliche, schlitzförmige Anordnung der Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3, deren Längserstreckung radial zur Mittelachse MA des Statorblechpakets 1 weist, wird eine möglichst geringe Störung des Magnetfeldes erreicht, sodass die mögliche Leistungssteigerung durch die erhöhte Kühlleistung gegenüber der Magnetfeldstörung aufgrund der Kühlkanäle 5 deutlich überwiegt.Due to the elongated, slot-shaped arrangement of the cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 , whose longitudinal extent is radial to the central axis MA of the laminated stator core 1 indicates, the lowest possible disturbance of the magnetic field is achieved, so that the possible increase in performance due to the increased cooling capacity against the magnetic field disturbance due to the Kühlka ducts 5 clearly outweighs.

Wie in 4 zeigt, betrachtet, sind die Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 in einer regelmäßige sich wiederholenden Anordnung vorgesehen. Auf eine Kühlöffnung 5.2 mit großer Längsausdehnung folgt in einem z. B. im Uhrzeigersinn anschließenden Polabschnitt 6.1 eine Kühlöffnung 5.3 mit kleiner Längsausdehnung und radial kleinem Abstand zur Mittelachse MA. Hierbei ist der radiale Abstand des der Mittelachse MA zugewandten Endes der Kühlöffnung 5.3 gleich dem radialen Abstand des der Mittelachse MA zugewandten Endes der Kühlöffnung 5.2. Im Uhrzeigersinn folgt anschließend wieder eine Kühlöffnung 5.2 mit großer Längsausdehnung gefolgt von einem weiteren Polabschnitt 6.1 mit einer Kühlöffnung 5.1 mit kleiner Längsausdehnung und radial großem Abstand zur Mittelachse MA. Der radiale Abstand des der Mittelachse MA abgewandten Endes der Kühlöffnung 5.1 ist hierbei gleich dem radialen Abstand des der Mittelachse MA abgewandten Endes der Kühlöffnung 5.2. Die Polabschnitte 6.1 bilden also in einer angenommenen Betrachtungsrichtung, z. B. im Uhrzeigersinn an einander anschließende Gruppen mit jeweils vier Polabschnitten 6.1, in denen im Uhrzeigersinn die Kühlöffnungen 5.3, 5.2, 5.1 und 5.2 auf einander folgend vorgesehen sind.As in 4 shows, considered, are the cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 provided in a regular repeating arrangement. On a cooling hole 5.2 with great longitudinal extent follows in a z. B. subsequent clockwise pole section 6.1 a cooling hole 5.3 with small longitudinal extent and radially small distance to the center axis MA. Here, the radial distance of the center axis MA facing the end of the cooling opening 5.3 equal to the radial distance of the center axis MA facing the end of the cooling hole 5.2 , Clockwise followed by a cooling hole again 5.2 with large longitudinal extension followed by another pole section 6.1 with a cooling hole 5.1 with small longitudinal extent and radially large distance to the central axis MA. The radial distance of the central axis MA facing away from the end of the cooling hole 5.1 is equal to the radial distance of the central axis MA remote from the end of the cooling opening 5.2 , The pole sections 6.1 So form in an assumed viewing direction, z. B. clockwise to adjacent groups with four pole sections 6.1 in which are the cooling holes in a clockwise direction 5.3 . 5.2 . 5.1 and 5.2 following each other.

Zur Bildung eines in 3 gezeigten Kühlkanals 5 werden die Statorbleche 2 nun derart aufeinander gelegt, dass das darüber liegende Statorblech 2 jeweils um einen Polabschnitt 6.1, d. h. um den Winkelbetrag, den zwei Polabschnitte 6.1 zueinander aufweisen, verdreht ist. Durch die oben beschriebene Anordnung und Ausbildung der Kühlöffnungen 5.1, 5.2, 5.3 innerhalb des Statorblechs 2 sowie die Anordnung der Kühlöffnungen 3 gegenüber den Polabschnitten 6.1 wird erreicht, dass alle Statorbleche 2 eines Statorblechpakets 1 identisch gefertigt werden können und lediglich durch ein Verdrehen der einzelnen Statorbleche 2 zueinander sowohl ein schraublinienförmiger Kühlkanal 3 an der äußeren Umfangsseite des Statorblechpakets 1 als auch ein mäanderförmiger Kühlkanal 5 jeweils innerhalb der einzelnen Pole 6 gebildet wird.To form an in 3 shown cooling channel 5 become the stator laminations 2 now placed on each other so that the overlying stator 2 each around a pole section 6.1 ie the angular amount, the two pole sections 6.1 to each other, is twisted. By the above-described arrangement and design of the cooling holes 5.1 . 5.2 . 5.3 inside the stator plate 2 as well as the arrangement of the cooling holes 3 opposite the pole sections 6.1 is achieved that all stator plates 2 a stator lamination stack 1 can be made identical and only by turning the individual stator laminations 2 to each other both a spiral-shaped cooling channel 3 on the outer peripheral side of the laminated stator core 1 as well as a meandering cooling channel 5 each within each pole 6 is formed.

Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben, es versteht sich, dass zahlreiche Variationen und Änderungen des Anmeldungsgegenstandes möglich sind, ohne hierdurch den Erfindungsgedanken zu verlassen.The Invention has been described above with reference to exemplary embodiments, It is understood that numerous variations and changes of the subject of the application are possible without this to leave the inventive idea.

11: Statorblechpaketstator lamination
22: Statorblechstator lamination
33: Kühlkanalcooling channel
3.13.1: Kühlöffnungcooling vent
44: Wicklungsnutwinding groove
4.14.1: Aussparungrecess
55: Kühlkanalcooling channel
5.1, 5.2, 5.35.1 5.2, 5.3: Kühlöffnungcooling vent
66: Polpole
6.16.1: Polabschnittpole section
MAMA: Mittelachsecentral axis

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DD 204187 [0004]

Claims

Stator laminated core for an electric machine with a plurality of stator laminations ( 2 ) with several cooling channels ( 3 ) and with a plurality of recesses ( 4.1 ) in the stator laminations ( 2 ) winding grooves ( 4 ) for receiving at least one stator winding, wherein the cooling channels ( 3 ) from itself to these cooling channels ( 3 ) additional cooling holes ( 3.1 ) are formed, each in two successive stator laminations ( 2 ) are offset radially and / or tangentially against each other at least partially relative to the central axis (MA) of the stator lamination stack, characterized in that the cooling passages ( 3 ) by the staggered arrangement of the cooling holes ( 3.1 ) helically around the central axis (MA) extending in the laminated stator core are formed.

Stator laminated core according to claim 1, characterized in that the stator laminations ( 2 ) are substantially circular at their periphery.

Stator laminated core according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling holes ( 3.1 ) in the outer edge region of the stator laminations ( 2 ) are formed.

Stator laminated core according to claim 3, characterized in that the cooling holes ( 3.1 ) Recesses, for example, semicircular recesses on the outer edge region of the stator laminations ( 2 ) are.

Stator laminated core according to one of the preceding claims, characterized in that all stator laminations ( 2 ) of the laminated stator core are identically formed, and that in the stator laminated core adjacent stator laminations ( 2 ) in each case by one Wicklungsnutenteilung, ie by the angular amount, the two adjacent Wicklungsnuten ( 4 ) of each other, or an integer multiple of the Wicklungsnutenteilung are arranged rotated against each other.

Stator laminated core according to one of the preceding claims, characterized in that the number of cooling holes ( 3.1 ) and the number of recesses ( 4.1 ) in the stator laminations ( 2 ) are each different.

Stator laminated core according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling holes ( 3.1 ) of a stator plate ( 2 ) at least partially from an adjacent stator plate ( 2 ) are concealed.

Stator laminated core for an electric machine with a plurality of stator laminations ( 2 ), with several cooling channels ( 5 ), with a plurality of recesses ( 4.1 ) in the stator laminations ( 2 ) winding grooves ( 4 ) for receiving at least one stator winding and with between the winding grooves ( 4 ) of pole sections ( 6.1 ) of the stator laminations ( 2 ) formed Poland ( 6 ), wherein the cooling channels ( 5 ) from itself to these cooling channels ( 5 ) additional cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) are formed, characterized in that the cooling channels ( 5 ) in the poles ( 6 ) with a through the staggered arrangement of the cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) are often formed in the direction changing course, for example, with a meandering course.

Stator laminated core according to claim 8, characterized in that the course of the cooling channels ( 5 ) at least in the radial direction with respect to the central axis (MA) of the laminated stator core changes several times.

Stator laminated core according to claim 8 or 9, characterized in that the at least partially superimposed cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) of two adjacent stator laminations ( 2 ) have different size and / or are at least partially offset radially relative to each other with respect to the central axis (MA) of the laminated stator core.

Stator laminated core according to claim 8 to 10, characterized in that the cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) are elongate, in particular slit-shaped.

Stator laminated core according to claim 11, characterized in that the cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) are oriented with their longitudinal extent radially with respect to the central axis (MA) of the laminated stator core

Stator laminated core according to claim 11 or 12, characterized in that the longitudinal extent of the cooling openings ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) of a stator plate ( 2 ) is at least partially different.

Stator laminated core according to claim 11 to 13, characterized in that the longitudinal extent of the cooling openings ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) of a stator plate ( 2 ) in successive pole sections ( 6.1 ) is alternately different.

Stator laminated core according to claim 13 or 14, characterized in that the size-different cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) in the pole sections ( 6.1 ) of the stator laminations ( 2 ) are each arranged such that on both sides of pole sections ( 6.1 ) with a cooling opening ( 5.2 ) large longitudinal extent respectively adjacent pole sections ( 6.1 ) with a cooling opening ( 5.1 . 5.3 ) are provided with small longitudinal extent, wherein the two cooling holes ( 5.1 . 5.3 ) with small longitudinal extent in these adjacent pole sections ( 6.1 ) different radial distance to the central axis (MA) of the laminated stator core.

Stator laminated core according to one of claims 13 to 15, characterized in that the size-different cooling holes ( 5.1 . 5.2 . 5.3 ) are arranged within the stator lamination stack such that at each cooling channel ( 5 ) on both sides of a cooling opening ( 5.2 ) with a large longitudinal extent a cooling opening ( 5.1 . 5.3 ) is provided with a small longitudinal extent, wherein the two cooling holes ( 5.1 . 5.3 ) having a small longitudinal extent different radial distance from the central axis (MA) of the stator lamination.

Stator plate consisting of several recesses ( 4.1 ) for receiving at least one stator winding, between the recesses ( 4.1 ) formed pole sections ( 6.1 ) and cooling holes ( 3.1 . 5.1 . 5.2 . 5.3 ), characterized in that it is suitably designed for a stator lamination according to one of the preceding claims.