DE102012210120A1 - Elektrische Maschine mit separaten Kühlkreisläufen - Google Patents

Elektrische Maschine mit separaten Kühlkreisläufen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Rotor (1) und einem Stator, einem ersten Kühlkreislauf (3) und zumindest einem zweiten Kühlkreislauf (4), wobei der Stator ein Stator-Blechpaket (5) mit Wicklungen aufweist, welche an den beiden axialen Enden des Rotors jeweils an einem Wicklungsaustrittsbereich aus dem Stator-Blechpaket (5) herausragen und jeweils einen zugehörigen Wickelkopf (6) bilden. Um die Kühlung von elektrischen Maschinen weiter zu verbessern, wird vorgeschlagen, im ersten Kühlkreislauf (3) ein erstes Kühlmedium mittels zumindest einer ersten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors (1) steuerbaren Strömungsmaschine (7) umwälzbar ist, wobei im zumindest einen zweiten Kühlkreislauf (4) jeweils ein zweites Kühlmedium mittels zumindest einer zweiten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors (1) steuerbaren Strömungsmaschine (8) umwälzbar ist, wobei der Rotor (1) und das Stator-Blechpaket (5) mittels des ersten Kühlmediums kühlbar sind, und wobei der zumindest eine zweite Kühlkreislauf (4) jeweils mittels eines Gehäuses (9), welches zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich zumindest einen der zugehörigen Wickelköpfe (6) umschließt, vom ersten Kühlkreislauf (3) strömungstechnisch abgetrennt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator, einem ersten Kühlkreislauf und zumindest einem zweiten Kühlkreislauf, wobei der Stator ein Stator-Blechpaket mit Wicklungen aufweist, welche an den beiden axialen Enden des Rotors jeweils an einem Wicklungsaustrittsbereich aus dem Stator-Blechpaket herausragen und jeweils einen zugehörigen Wickelkopf bilden.
  • Eine derartige elektrische Maschine kommt beispielsweise als luftgekühlte elektrische Maschine zum Einsatz. Solche Maschinen werden oftmals entweder mit Hilfe eines fremd- oder selbstbelüfteten Kühlkreislaufes betrieben.
  • Dabei wird bei eigenbelüfteten Maschinen beispielsweise ein paralleler Kühlkreislauf über den Wickelkopf und das Stator-Blechpaket vorgesehen, da die durch das Stator-Blechpaket förderbare Kühlluftmenge beschränkt ist. Bei fremdbelüfteten Maschinen wird aus konstruktiven Gründen die Kühlluft oberhalb der Wickelköpfe in die Maschine geblasen und im Stator-Blechpaket abgesaugt.
  • Aus der DE 10 2010 029 986 A1 ist eine dynamoelektrische Maschine mit Luft-Flüssigkeitskühlung bekannt. Ein erster Kühlkreislauf wird durch das Gehäuse der Maschine begrenzt, wobei Luft als Kühlmedium anhand von Eigenlüftern umgewälzt werden kann. Mittels des ersten Kühlkreislaufs können sowohl das Stator-Blechpaket, die Wickelköpfe an beiden axialen Enden des Stators sowie der Rotor gekühlt werden. Ein zweiter Kühlkreislauf wird dadurch gebildet, dass das Gehäuse der Maschine einen Kühlmantel, insbesondere für Flüssigkeitskühlung aufweist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kühlung von elektrischen Maschinen weiter zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass im ersten Kühlkreislauf ein erstes Kühlmedium mittels zumindest einer ersten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors steuerbaren Strömungsmaschine umwälzbar ist, wobei im zumindest einen zweiten Kühlkreislauf jeweils ein zweites Kühlmedium mittels zumindest einer zweiten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors steuerbaren Strömungsmaschine umwälzbar ist, wobei der Rotor und das Stator-Blechpaket mittels des ersten Kühlmediums kühlbar sind, und wobei der zumindest eine zweite Kühlkreislauf jeweils mittels eines Gehäuses, welches zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich zumindest einen der zugehörigen Wickelköpfe umschließt, vom ersten Kühlkreislauf strömungstechnisch abgetrennt ist.
  • Unter dem Wicklungsaustrittsbereich wird dabei jener Bereich des Stator-Blechpakets verstanden, aus welchem die Wicklungen aus dem Stator-Blechpaket herausragen. Dadurch, dass sowohl die erste als auch die zweite Strömungsmaschine unabhängig von der Drehzahl des Rotors betrieben werden können, wird eine drehzahlunabhängige Kühlleistung der elektrischen Maschine erreicht. Dies ist von besonderem Vorteil bei Maschinen, welche bei niedrigen Drehzahlen betrieben werden, da dort von der Maschinendrehzahl abhängige Strömungsmaschinen nur eine geringe Kühlleistung erzielen.
  • Die strömungstechnische Abtrennung der beiden Kühlkreisläufe erlaubt eine getrennte Kühlung der Wickelköpfe und des Stator-Blechpakets, bei welchen jeweils eine effiziente Wärmeabfuhr besonders wichtig ist. Somit kann also die Abwärme der Wickelköpfe in dem zweiten, separaten Kühlkreislauf abtransportiert werden, wobei gleichzeitig die Abwärme des Stator-Blechpakets in dem ersten, separaten Kühlkreislauf abtransportiert werden kann. Zusätzlich kann der erste Kühlkreislauf weiterhin die Abwärme des Rotors aufnehmen.
  • Die besonders effiziente Kühlung des Wickelkopfs einerseits und des Stator-Blechpakets und/oder des Rotors andererseits ergibt sich also dadurch, dass mittels der beiden Kreisläufe jeweils noch kaltes Kühlmedium zugeführt werden kann und deshalb besonders viel Abwärme aufgenommen werden kann. Dabei erlauben die von der Maschinendrehzahl unabhängigen Strömungsmaschinen jeweils eine große Kühlleistung auch bei vergleichsweise geringen Maschinendrehzahlen.
  • Auch bei vergleichsweise hohen Maschinendrehzahlen weist die erfindungsgemäße elektrische Maschine eine sehr gute Kühlung auf, obwohl Eigenlüfter oder Strömungsmaschinen, welche drehfest mit der Welle der elektrischen Maschine verbunden sind, oftmals bei hohen Drehzahlen einen größeren Kühlmediumstrom bereitstellen können, als dies bei von der Maschinendrehzahl unabhängigen Strömungsmaschinen der Fall ist. Trotz des beschränkten Kühlmediumstroms wird die sehr gute Kühlung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine durch die oben erläuterte strömungstechnische Abtrennung des ersten vom zweiten Kühlkreislauf erreicht.
  • Somit wird ein vollständig paralleler Kühlkreislauf über die Wickelköpfe gebildet, in welchem Wicklungsschilde in Form des Gehäuses den Wickelkopf vollständig einhausen und separate Lüfter und Kühlflächen den Kreislauf über den Wickelkopf bilden. Die Kombination einer parallelen Kühlkreisanordnung mit einer Fremdbelüftung erlaubt eine Erhöhung des Kühlmediumstroms bei fremdbelüfteten Maschinen und somit eine bessere Kühlung, was leistungsstärkere und gleichzeitig kompaktere elektrische Maschinen ermöglicht.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erste Kühlmedium und das zweite Kühlmedium jeweils gasförmig und die erste Strömungsmaschine und die zumindest eine zweite Strömungsmaschine jeweils als Lüfter ausgeführt.
  • Die Verwendung von Lüftern, insbesondere von Radiallüftern oder Axiallüftern, erlaubt eine besonders kostengünstige Kühlung, deren Kühlleistung oftmals schon ausreichend ist. Die strömungstechnische Abtrennung der beiden Kreisläufe ist bei einem gasförmigen Kühlmedium besonders einfach und kostengünstig zu realisieren, beispielsweise durch Bleche oder Kunststoffteile.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Kühlervorrichtung vorgesehen, die sich zumindest teilweise im ersten Kühlkreislauf und/oder zumindest einen zweiten Kühlkreislauf befindet.
  • Die Kühlervorrichtung kann beispielsweise als Luft-Wasser-Kühler bzw. CACW (closed air circuit water) ausgeführt sein. Die Kühlervorrichtung fungiert als eine Art Wärmetauscher, welcher die vom ersten Kühlkreislauf und/oder zweiten Kühlkreislauf aufgenommene Abwärme der elektrischen Maschine aufnimmt und diese Abwärme beispielsweise außerhalb des Gehäuses der elektrischen Maschine wieder abgibt. Somit wird das jeweilige Kühlmedium des ersten Kühlkreislaufs und/oder des zweiten Kühlkreislaufs abgekühlt, was eine besonders leistungsstarke Kühlung des Stator-Blechpakets und des Rotors und/oder der Wickelköpfe der elektrischen Maschine ermöglicht.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei voneinander abgetrennte zweite Kühlkreisläufe mit jeweils einer Strömungsmaschine vorgesehen, wobei das jeweilige Gehäuse zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich den jeweiligen Wickelkopf umschließt.
  • An den beiden axialen Enden des Stators sind zwei voneinander getrennte zweite Kühlkreisläufe vorgesehen, mittels welcher der jeweilige Wickelkopf kühlbar ist. Die beiden zweiten Kühlkreisläufe weisen jeweils eine Strömungsmaschine auf und werden mittels des jeweiligen Gehäuses vom ersten Kühlkreislauf strömungstechnisch abgetrennt. Das jeweilige Gehäuse kann dabei relativ kompakt ausgeführt werden, wobei insbesondere unter Verwendung einer Kühlervorrichtung, welche sich zumindest teilweise in den beiden zweiten Kühlkreisläufen befindet, die beiden Wickelköpfe sehr effizient gekühlt werden können.
  • Alternativ kann genau ein zweiter Kühlkreislauf vorgesehen sein, wobei das Gehäuse zusammen mit den beiden Wicklungsaustrittsbereichen die beiden Wickelköpfe umschließt. Auch diese Ausführungen erlaubt eine gute Kühlung der Wickelköpfe.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Stator-Blechpaket und/oder der Rotor jeweils radial verlaufende Kühlschlitze auf, wobei das erste Kühlmedium mittels der ersten Strömungsmaschine durch die Kühlschlitze hindurchführbar ist.
  • Mittels der Kühlschlitze wird eine besonders effektive Kühlung des Stator-Blechpakets und/oder des Rotors erreicht, weil diese somit eine größere Oberfläche aufweisen.
  • Beim Rotor kann dies insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Welle axial verlaufende Nuten aufweist und die erste Strömungsmaschine am ersten axialen Ende des Stators angeordnet ist. Weist der Rotor radial verlaufende Kühlschlitze auf, so kann das Kühlmedium zunächst am ersten axialen Ende der Welle in die Nuten eindringen und anschließend den Rotor nach radial außen durch die Kühlschlitze des Rotors verlassen. Somit kann der Rotor besonders gut gekühlt werden.
  • Wenn das Stator-Blechpaket radial verlaufende Kühlschlitze an den jeweiligen axialen Positionen der Kühlschlitze des Rotors aufweist, kann das Kühlmedium direkt von einem Kühlschlitz des Rotors radial weiter nach außen durch den radial anschließenden Kühlschlitz des Stator-Blechpakets geführt werden, so dass auch das Stator-Blechpaket sehr gut gekühlt werden kann.
  • Dabei können die einzelnen Kühlschlitze des Stator-Blechpakets und des Rotors unterschiedliche axiale Dicken abhängig von der axialen Position der jeweiligen Kühlschlitze aufweisen. Beispielsweise können die Kühlschlitze vom ersten zum gegenüberliegenden, zweiten axialen Ende des Stators bzw. des Rotors eine zunehmende axiale Dicke aufweisen. Ist die erste Strömungsmaschine am ersten axialen Ende des Stators angeordnet, so ist der Druckgradient des Kühlmediums bei einem Kühlschlitz nahe des ersten axialen Endes des Stators größer als jener bei einem Kühlschlitz nahe des zweiten axialen Endes des Stators. Somit wird durch die unterschiedliche axiale Dicke der Kühlschlitze erreicht, dass durch die jeweiligen Kühlschlitze im Betrieb der elektrischen Maschine etwa gleich viel Kühlmedium hindurch fließen kann.
  • Denkbar ist auch, zwei erste Strömungsmaschinen an den beiden axialen Enden des Stators vorzusehen, so dass das Kühlmedium von den beiden axialen Enden in die axiale Mitte Rotors geführt werden kann. Weiterhin kann das Stator-Blechpaket radial verlaufende Kühlschlitze an den jeweiligen axialen Positionen der Kühlschlitze des Rotors aufweisen. Schließlich kann auch für diesen Fall vorgesehen werden, die Kühlschlitze mit unterschiedlichen axialen Dicken auszuführen, wobei die Kühlschlitze in der axialen Mitte des Stators dicker sind als die Kühlschlitze am ersten oder zweiten axialen Ende des Stators.
  • Um bei Betrieb der elektrischen Maschine eine ausreichende Kühlleistung anhand des jeweiligen Kühlkreislaufs sicherzustellen, kann es hilfreich sein, die Strömungsrichtung des jeweiligen Kühlmediums anhand von Leitelementen, beispielsweise in Form von Leitblechen, oder -kunststoffteilen zu beeinflussen. Diese Leitelemente können dazu dienen, den jeweiligen Kühlmediumstrom in einem Kreislauf mit der folgenden Reihenfolge herumzuführen: von der jeweiligen Strömungsmaschine zum Stator-Blechpaket und/oder Rotor bzw. Wickelkopf, anschließend gegebenenfalls zur Kühlervorrichtung und schließlich wieder zur jeweiligen Strömungsmaschine. Somit lassen sich strömungstechnische "Kurzschlüsse" besonders effektiv verhindern, was die Kühlleistung positiv beeinflusst.
  • Die Kühlleistung der Kühlkreisläufe kann weiter erhöht werden, indem das Gehäuse derart ausgeformt ist, dass sich beispielsweise nach der jeweiligen Strömungsmaschine eine Art Düseneffekt einstellt. Dies kann dadurch erreicht werden, dass das jeweilige Kühlmedium durch einen Bereich mit verkleinertem Querschnitt fließt, wodurch die Fließgeschwindigkeit erhöht wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,
  • 2 einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1, und
  • 3 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.
  • 1 zeigt einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine weist eine Welle 12 mit axial verlaufenden Nuten 13 und einem drehfest auf der Welle 12 angeordneten Rotor 1 auf. Dabei weisen den Nuten 13 eine größere axiale Ausdehnung als der Rotor 1 auf, wobei der Rotor 1 ein Rotor-Blechpaket und radial verlaufende Kühlschlitze 11 aufweist.
  • Weiterhin weist die elektrische Maschine einen Stator mit einem Stator-Blechpaket 5 auf, welches radial verlaufende Kühlschlitze 14 aufweist, welche jeweils an derselben axialen Position wie die Kühlschlitze 11 des Rotors 1 angeordnet sind. Aus dem Stator-Blechpaket 5 ragen an den beiden axialen Enden Wickelköpfe 6 heraus. Für jeden der beiden Wickelköpfe 6 ist jeweils ein Gehäuse 9 vorgesehen, wobei jeder der Wickelköpfe 6 durch das jeweilige Gehäuse 9 zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich umschlossen wird.
  • Die beiden Gehäuse 9 grenzen somit jeweils einen geschlossenen Raum um die beiden Wickelköpfe 6 strömungstechnisch vom Raum außerhalb des jeweiligen Gehäuses 9 ab. Somit werden ein erster Kühlkreislauf 3 und zwei zweite Kühlkreisläufe 4 gebildet, wobei der erste Kühlkreislauf 3 beispielsweise durch ein nicht näher dargestelltes Maschinengehäuse begrenzt wird.
  • Im ersten Kühlkreislauf 3 ist jeweils eine erste Strömungsmaschine 7 an den beiden axialen Enden des Stators angeordnet, mittels derer ein erstes Kühlmedium derart bewegt wird, dass es von den beiden axialen Enden des Rotors 1 zur axialen Mitte Rotors 1 geführt wird und dabei in die Nuten 13 des Rotors 1 eindringt. Anschließend kann das erste Kühlmedium den Rotor 1 durch die radialen Kühlschlitze 11 nach radial außen verlassen, wodurch dieser gekühlt wird. Weil die Kühlschlitze 14 des Stator-Blechpakets 5 jeweils an derselben axialen Position wie die Kühlschlitze 11 des Rotors 1 angeordnet sind, kann das Kühlmedium im Anschluss besonders gut in die Kühlschlitze 14 des Stator-Blechpakets 5 eindringen und wird dort ebenfalls nach radial außen geführt, wodurch das Stator-Blechpaket 5 gekühlt wird. Danach wird das erste Kühlmedium durch eine Kühlervorrichtung 10 geführt, an welche es die von der elektrischen Maschine aufgenommene Abwärme abgeben kann. Die Kühlervorrichtung 10 kann beispielsweise derart ausgeführt sein, dass die vom ersten Kühlmedium aufgenommene Abwärme aus der elektrischen Maschine herausgeführt wird. Schließlich wird das erste Kühlmedium von den jeweiligen ersten Strömungsmaschinen 7 wieder angesaugt. Dabei können die ersten Strömungsmaschinen 7 je nach Bedarf als Axial- oder Radialströmungsmaschine ausgeführt sein.
  • Die Kühlervorrichtung 10 erstreckt sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel in axialer Richtung entlang des gesamten Stators und dringt weiterhin durch die jeweiligen Gehäuse 9 in die beiden zweiten Kühlkreisläufe 4 ein. Die Kühlervorrichtung 10 kann insbesondere quaderförmig ausgeführt sein oder bogenförmig in Umfangsrichtung ausgeführt sein, wobei ein solcher Kreisbogen beispielsweise 30° abdeckt. Die ersten Strömungsmaschinen 7 können sich beispielsweise in axialer Verlängerung der Kühlervorrichtung 10 befinden, wobei gegebenenfalls Leitelemente (nicht dargestellt) für das erste Kühlmedium vorzusehen sind, mit welchen sichergestellt werden kann, dass das gesamte erste Kühlmedium durch die beiden ersten Strömungsmaschinen 7 umgewälzt werden kann und kein strömungstechnischer „Kurzschluss“ auftritt. Derartige Leitelemente, beispielsweise in Form von Leitblechen oder – kunststoffen, können beispielsweise dazu verwendet werden, das aus dem Stator-Blechpaket herausströmende erste Kühlmedium zur Kühlervorrichtung 10 zu leiten und/oder das aus der Kühlervorrichtung 10 herausströmende erste Kühlmedium zu den ersten Strömungsmaschinen 7 zu leiten.
  • In den beiden zweiten Kühlkreisläufen 4 ist jeweils eine zweite Strömungsmaschine 8 vorgesehen, mittels welcher ein zweites Kühlmedium umgewälzt werden kann. Das zweite Kühlmedium wird bei Betrieb der elektrischen Maschine in Richtung des jeweiligen Wickelkopfs 6 bewegt und in Umfangsrichtung innerhalb des Gehäuses 9 um die Welle 12 herumgelenkt, wobei der jeweilige Wickelkopf 6 ständig mit dem zweiten Kühlmedium überstrichen wird. Dadurch wird eine sehr effektive Kühlung des jeweiligen Wickelkopfs 6 erreicht. Ist das zweite Kühlmedium um den gesamten Umfang herumgeführt, so wird es beispielsweise durch ein weiteres Leitelement 15 (siehe 2) in die Kühlervorrichtung 10 geführt, wo es die vom jeweiligen Wickelkopf 6 aufgenommene Abwärme abgeben kann. Schließlich wird das zweite Kühlmedium von der jeweiligen zweiten Strömungsmaschine 8 wieder angesaugt.
  • 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 1 und veranschaulicht den Verlauf des zweiten Kühlmediums. Gleiche Bezugszeichen wie in 1 bezeichnen dabei gleiche Gegenstände.
  • Innerhalb des Gehäuses 9 kann der Wickelkopf 6 dadurch gekühlt werden, dass die zweite Strömungsmaschine 8 das zweite Kühlmedium umwälzt, welches mittels der Leitelemente 15 in Richtung des Wickelkopfs 6 geführt wird. Das zweite Kühlmedium bewegt sich anschließend innerhalb des Gehäuses 9 um die Welle 12 herum und überstreicht den Wickelkopf 6, der dadurch gekühlt wird. Durch die Leitelemente 15 wird das zweite Kühlmedium schließlich in die Kühlervorrichtung 10 gelenkt, wo das zweite Kühlmedium abgekühlt wird. Schließlich wird das zweite Kühlmedium wieder von der zweiten Strömungsmaschine 8 angesaugt. Die Leitelemente 15 verhindern dabei einen strömungstechnischen "Kurzschluss", der ansonsten auftreten würde, wenn das von der zweiten Strömungsmaschine 8 abgegebene zweite Kühlmedium direkt wieder von der zweiten Strömungsmaschine 8 angesaugt würde, ohne dabei den Wickelkopf 6 zu umströmen und zu kühlen.
  • 3 zeigt einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Gleiche Bezugszeichen wie in 1 bezeichnen dabei gleiche Gegenstände. Im Vergleich zu 1 ist der erste Kühlkreislauf 3 nahezu unverändert. Im Rahmen des zweiten Ausführungsbeispiels ist jedoch genau ein zweiter Kühlkreislauf 4 vorgesehen, welcher die beiden Wickelköpfe 6 an den beiden axialen Enden des Stators gemeinsam kühlt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Gehäuse 9 beide Wickelköpfe 6 umschließt und eine strömungstechnische Verbindung zwischen beiden Wickelköpfen 6 herstellt.
  • Der zweite Kühlkreislauf 4 weist im Rahmen des zweiten Ausführungsbeispiels lediglich eine zweite Strömungsmaschine 8 auf, welche das zweite Kühlmedium zunächst zu einem der beiden Wickelköpfe 6 bewegen kann. Dieser Wickelkopf wird beispielsweise in Umfangsrichtung vollständig durch das zweite Kühlmedium umspült, indem der Kühlmittelstrom in zwei Hälften aufgespaltet wird und die eine Hälfte des Kühlmittelstroms beispielsweise den rechten Halbkreis des Wickelkopfs 6 und die andere Hälfte den linken Halbkreis (von der zweiten Strömungsmaschine 8 aus gesehen) umströmt. Dafür können gegebenenfalls geeignete Leitelemente 15 eingesetzt werden.
  • Anschließend wird das zweite Kühlmedium innerhalb des Gehäuses 9 in axialer Richtung zum anderen Wickelkopf 6 geführt, welcher in ähnlicher Weise vollständig vom zweiten Kühlmedium umströmt wird. Danach wird das zweite Kühlmedium zur Kühlervorrichtung 10 geleitet, bei welcher das zweite Kühlmedium die von den beiden Wickelköpfen 6 aufgenommene Abwärme abgeben kann. Schließlich wird das zweite Kühlmedium durch das Gehäuse 9 zum anderen axialen Ende geführt, wo es von der zweiten Strömungsmaschine 8 wieder angesaugt wird.
  • Damit eine vollständige Umspülung der beiden Wickelköpfe 6 durch das zweite Kühlmedium sowie das Hin- und Herleiten des zweiten Kühlmediums von einem axialen Ende des Stators zum anderen axialen Ende möglich ist, kann das Gehäuse 9 beispielsweise derart ausgeführt sein, dass die axiale Verbindung zwischen zwei axialen Enden durch einen Kanal realisiert wird. Somit umfasst das Gehäuse 9 zwei solcher Kanäle, wobei der eine Kanal das zweite Kühlmedium in die eine Richtung leitet und der andere Kanal das zweite Kühlmedium in die andere Richtung leitet.
  • Zusammenfassend betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem Rotor und einem Stator, einem ersten Kühlkreislauf und zumindest einem zweiten Kühlkreislauf, wobei der Stator ein Stator-Blechpaket mit Wicklungen aufweist, welche an den beiden axialen Enden des Rotors jeweils an einem Wicklungsaustrittsbereich aus dem Stator-Blechpaket herausragen und jeweils einen zugehörigen Wickelkopf bilden. Um die Kühlung von elektrischen Maschinen weiter zu verbessern, wird vorgeschlagen, dass im ersten Kühlkreislauf ein erstes Kühlmedium mittels zumindest einer ersten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors steuerbaren Strömungsmaschine umwälzbar ist, wobei im zumindest einen zweiten Kühlkreislauf jeweils ein zweites Kühlmedium mittels zumindest einer zweiten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors steuerbaren Strömungsmaschine umwälzbar ist, wobei der Rotor und das Stator-Blechpaket mittels des ersten Kühlmediums kühlbar sind, und wobei der zumindest eine zweite Kühlkreislauf jeweils mittels eines Gehäuses, welches zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich zumindest einen der zugehörigen Wickelköpfe umschließt, vom ersten Kühlkreislauf strömungstechnisch abgetrennt ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102010029986 A1 [0004]

Claims (5)

  1. Elektrische Maschine mit – einem Rotor (1) und einem Stator, – einem ersten Kühlkreislauf (3) und – zumindest einem zweiten Kühlkreislauf (4), wobei der Stator ein Stator-Blechpaket (5) mit Wicklungen aufweist, welche an den beiden axialen Enden des Rotors jeweils an einem Wicklungsaustrittsbereich aus dem Stator-Blechpaket (5) herausragen und jeweils einen zugehörigen Wickelkopf (6) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Kühlkreislauf (3) ein erstes Kühlmedium mittels zumindest einer ersten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors (1) steuerbaren Strömungsmaschine (7) umwälzbar ist, wobei im zumindest einen zweiten Kühlkreislauf (4) jeweils ein zweites Kühlmedium mittels zumindest einer zweiten, unabhängig von der Drehzahl des Rotors (1) steuerbaren Strömungsmaschine (8) umwälzbar ist, wobei der Rotor (1) und das Stator-Blechpaket (5) mittels des ersten Kühlmediums kühlbar sind, und wobei der zumindest eine zweite Kühlkreislauf (4) jeweils mittels eines Gehäuses (9), welches zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich zumindest einen der zugehörigen Wickelköpfe (6) umschließt, vom ersten Kühlkreislauf (3) strömungstechnisch abgetrennt ist.
  2. Elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei das erste Kühlmedium und das zweite Kühlmedium jeweils gasförmig ist und die erste Strömungsmaschine (7) und die zumindest eine zweite Strömungsmaschine (8) jeweils als Lüfter ausgeführt ist.
  3. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Kühlervorrichtung (10) vorgesehen ist, die sich zumindest teilweise im ersten Kühlkreislauf (3) und/oder zumindest einen zweiten Kühlkreislauf (4) befindet.
  4. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei von einander abgetrennte zweite Kühlkreisläufe (4) mit jeweils einer Strömungsmaschine (8) vorgesehen sind, wobei das jeweilige Gehäuse (9) zusammen mit dem jeweiligen Wicklungsaustrittsbereich den jeweiligen Wickelkopf (6) umschließt.
  5. Elektrische Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Stator-Blechpaket (5) und/oder der Rotor (1) jeweils radial verlaufende Kühlschlitze (11) aufweist, und wobei das erste Kühlmedium mittels der ersten Strömungsmaschine (7) durch die Kühlschlitze (11) hindurchführbar ist.
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