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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem und ein Kühlverfahren zum Kühlen einer rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung eines Kühlmittels, insbesondere zum Kühlen eines Stators der Maschine.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Nach dem Stand der Technik kann man als Gegenmaßnahme gegen Wärme, die von einem Elektromotor generiert wird, eine Struktur verwenden, um Kühlmittel in ein Gehäuse des Motors fließen zu lassen, und diese Struktur wurde auf diverse Art und Weise abgeändert. Beispielsweise offenbart
JP 2011-015578 A eine Kühlvorrichtung für einen elektrischen Motor, wobei eine Vielzahl von spiralförmigen Nuten, die sich parallel zueinander erstrecken, auf einer Verkleidung ausgebildet ist, die an dem Äußeren eines Stators angebracht ist, um Strömungswege für das Kühlmittel bereitzustellen.
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JP H11-033877 A offenbart ein Kühlsystem, bei dem eine Vielzahl von Nuten (Strömungswegen) auf einer inneren Oberfläche einer Abdeckung gebildet ist, die den gleichen Innendurchmesser wie der Außendurchmesser eines Motorgehäuses aufweist, so dass sich die Strömungsrichtungen von Kühlmittel aus den benachbarten Nuten voneinander unterscheiden.
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Ferner offenbart
JP 2000-092815 A eine Stufenvorrichtung, in der Strömungsschaltventile angeordnet sind, wobei die Schaltventile anhand einer arithmetischen Steuereinheit in vorbestimmten Intervallen derart betätigt werden, dass sie eine Strömungsrichtung von Kühlmittel, das in einem linearen Motorabschnitt umläuft, umkehren.
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Bei der Kühlvorrichtung, wie sie in
JP 2011-015578 A beschrieben wird, erfolgt ein Temperaturgradient in dem elektrischen Motor sowohl mit Bezug auf seine axiale als auch auf seine umfangsmäßige Richtung, und die Vorrichtung kann eine Verformung aufweisen, die von der Größenordnung des Temperaturgradienten abhängig ist. Bei der Struktur aus
JP H11-033877 , wie in
3 davon gezeigt, ist es notwendig, zwei Strömungswege zu bilden, die verschiedene Formen aufweisen, und für jeden Strömungsweg Einlass- und Auslassschlitze bereitzustellen. Daher ist die Rohrstruktur kompliziert und ihre Kosten können sich erhöhen.
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Andererseits kann bei der Erfindung aus
JP 2000-092815 durch Umkehren der Strömungsrichtung des Kühlmittels der Temperaturgradient in dem linearen Motorabschnitt reduziert werden, und es kann verhindert werden, dass sich die Positionierungsgenauigkeit verschlechtert. Die Erfindung aus
JP2000-092815 wird jedoch nicht bei einer rotierenden elektrischen Maschine angewendet und ist nicht dazu gedacht, ein Problem zu lösen, das für die rotierende elektrische Maschine spezifisch ist, d. h. um den Temperaturgradienten sowohl mit Bezug auf die axiale als auch auf die umfangsmäßigen Richtungen zu reduzieren.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Kühlsystem und ein Kühlverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, einen Temperaturgradienten einer rotierenden elektrischen Maschine anhand einer einfachen Struktur sowohl mit Bezug auf die axiale als auch auf die umfangsmäßigen Richtungen derselben zu reduzieren.
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Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Kühlsystem zum Kühlen einer rotierenden elektrischen Maschine bereit, das Folgendes umfasst: eine Kühlmittel-Kühlvorrichtung, die Kühlmittel kühlt; eine Kühlmittel-Fördervorrichtung, die an die Kühlmittel-Kühlvorrichtung angeschlossen ist, wobei die Kühlmittel-Fördervorrichtung konfiguriert ist, um Kühlmittel zu fördern, das von der Kühlmittel-Kühlvorrichtung gekühlt wird; und einen spiralförmigen Kühlmittel-Strömungsweg, der fluidtechnisch mit der Kühlmittel-Fördervorrichtung verbunden ist, wobei der Kühlmittel-Strömungsweg neben einer äußeren Umfangsfläche eines Stators der rotierenden elektrischen Maschine positioniert ist, wobei die rotierende elektrische Maschine eine Umkehrvorrichtung aufweist, die eine Strömungsrichtung von Kühlmittel auf dem Strömungsweg basierend auf einem vorbestimmten Zustand umkehrt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kühlmittel-Fördervorrichtung eine Funktion zum Umkehren der Strömungsrichtung des Kühlmittels auf.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kühlsystem eine Rohrstruktur, die mindestens einen Abzweigungspunkt und mindestens ein Ventil umfasst, wobei der Abzweigungspunkt und das Ventil zwischen der Kühlmittel-Fördervorrichtung und einem Einlassschlitz oder einem Auslassschlitz des Kühlmittel-Strömungswegs positioniert sind, wobei die Strömungsrichtung von Kühlmittel auf dem Kühlmittel-Strömungsweg durch Betätigung des Ventils umgekehrt wird.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kühlsystem ferner einen Teil zum Generieren von Befehlen, der konfiguriert ist, um einen Befehl oder ein Signal an die Umkehrvorrichtung zu übertragen, um die Strömungsrichtung des Kühlmittels auf dem Kühlmittel-Strömungsweg umzukehren.
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Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zum Kühlen einer rotierenden elektrischen Maschine unter Verwendung einer Kühlmittel-Kühlvorrichtung, die Kühlmittel kühlt, bereit; einer Kühlmittel-Fördervorrichtung, die konfiguriert ist, um Kühlmittel zu fördern, das von der Kühlmittel-Kühlvorrichtung gekühlt wird; und eines spiralförmigen Kühlmittel-Strömungswegs, auf dem Kühlmittel fließt und der neben einer äußeren Umfangsfläche eines Stators der rotierenden elektrischen Maschine angeordnet ist, wobei das Verfahren den Schritt des Umkehrens einer Strömungsrichtung von Kühlmittel auf dem Strömungsweg basierend auf einem vorbestimmten Zustand umfasst.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachstehende Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen deutlicher gemacht. Es zeigen:
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1 eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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3 eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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4 ein Beispiel, bei dem ein Teil zum Generieren von Befehlen angeordnet ist, um eine Strömungsrichtung des Kühlmittels umzukehren;
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5 ein Beispiel, bei dem ein Messgerät für die Konfiguration aus 4 bereitgestellt wird;
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6 ein Beispiel, bei dem das Messgerät in einer Antriebseinheit der rotierenden elektrischen Maschine bereitgestellt wird;
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7 eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer Verkleidung zeigt, die einen Strömungsweg des Kühlsystems der Erfindung bildet; und
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8 eine Ansicht, die ein anderes Konfigurationsbeispiel einer Verkleidung zeigt, die einen Strömungsweg des Kühlsystems der Erfindung bildet.
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Ausführliche Beschreibung
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1 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Eine rotierende elektrische Maschine oder ein Motor 10, auf die bzw. den das Kühlsystem angewendet wird, verfügt über einen Stator (oder Anker) 12, einen Rotor 14, der mit Bezug auf den Stator 12 drehbar ist, eine rotierende Welle 16, die mit dem Rotor 14 drehfest ist, und eine Verkleidung 20 (siehe 7, wie nachstehend beschrieben), auf der ein Kühlmittel-Strömungsweg 18 gebildet ist, so dass das Kühlmittel zum Kühlen der rotierenden elektrischen Maschine 10 (insbesondere des Stators 12) auf dem Strömungsweg fließt. Bei dieser Ausführungsform ist die Verkleidung 20 neben einer äußeren Umfangsfläche des Stators 12 angeordnet. Der Strömungsweg 18 der Verkleidung 20 wird durch eine spiralförmige Nut definiert, die auf einer äußeren Umfangsfläche der Verkleidung 20 und einer inneren Umfangsfläche eines Gehäuses oder einer Hülse 22, das bzw. die die Verkleidung 20 umgibt, gebildet, wobei die Länge der spiralförmigen Nut gleich oder größer als eine Windung des Umfangs der Verkleidung 20 ist. Die Hülse 22 verfügt über mindestens zwei Öffnungen 24 und 26 ist fluidtechnisch mit dem Strömungsweg 18 verbunden ist, und ein Rohr für Kühlmittel ist mit jeder Öffnung verbunden, wie es nachstehend beschrieben wird.
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Wie in 1 gezeigt, verfügt das Kühlsystem der Erfindung über eine Kühlmittel-Fördervorrichtung 28, wie etwa eine Pumpe, und über eine Kühlmittel-Kühlvorrichtung 30, wie etwa eine Wärmepumpe. Die Fördervorrichtung 28 steht in Fluidkommunikation mit dem Strömungsweg 18 (genauer gesagt mit den Öffnungen 24 und 26 der Hülse 22) über ein Kühlmittelrohr 32, wodurch ein umlaufender Kühlmittelweg gebildet wird, auf dem Kühlmittel, das von der Pumpe 28 gefördert wird, auf dem Weg 18 der Verkleidung 20 fließt und zur Pumpe 28 zurückkehrt. Andererseits kann die Kühlvorrichtung 30 eine beliebige Vorrichtung sein, die in der Lage ist, ein Kühlmittel zu kühlen, das in dem Kühlmittelrohr 32 fließt. Beispielsweise kann die Kühlvorrichtung 30 eine Wärmepumpe sein, die einen Kompressor 34, einen Kondensator 36 mit einem Gebläse 36, ein Expansionsventil 40, einen Kühler oder Wärmetauscher 42 und ein Rohr 43 umfasst, das den Kompressor 34, den Kondensator 36, das Expansionsventil 40 und den Kühler fluidtechnisch in einem Kreislauf verbindet.
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Bei der ersten Ausführungsform ist die Kühlmittel-Fördervorrichtung 28, wie etwa eine Pumpe, konfiguriert, um die Strömungsrichtung des Kühlmittels umzukehren, wodurch die Strömungsrichtung in dem Kühlmittelrohr 32 selektiv geändert (oder umgekehrt) werden kann, wie durch die Pfeile 44 und 36 angegeben. Daraufhin kann die Strömungsrichtung des Kühlmittels auf dem Strömungsweg 18 ebenfalls umgekehrt werden.
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2 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass die Kühlmittel-Fördervorrichtung 28, wie etwa eine Pumpe, keine Funktion aufweist, um die Strömungsrichtung des Kühlmittels umzukehren, stattdessen wird eine Kühlmittel-Umkehrvorrichtung 48 zum Umkehren der Strömungsrichtung des Kühlmittels bereitgestellt. Da die rotierende elektrische Maschine 10 der zweiten Ausführungsform die gleiche sein kann wie die der ersten Ausführungsform, werden die gleichen Bezugszeichen zu den entsprechenden Komponenten hinzugefügt und eine ausführliche Erklärung derselben entfällt.
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Bei der zweiten Ausführungsform verfügt die Umkehrvorrichtung 48 über eine Rohrstruktur, welche die Strömungsrichtung von Kühlmittel auf dem Strömungsweg 18 umkehrt, indem ein Ein-Aus-Ventil umgeschaltet wird. Genauer gesagt umfasst die Rohrstruktur, wie in 2 gezeigt, einen ersten Abzweigungspunkt oder ein Rohr 52, der bzw. das von einem Auslass 50 der Fördervorrichtung 28 in zwei Richtungen abzweigt, einen zweiten Abzweigungspunkt oder ein Rohr 54, der bzw. das von einer Öffnung 24 der Hülse 22 in zwei Richtungen abzweigt, einen dritten Abzweigungspunkt oder ein Rohr 56, der bzw. das von einer anderen Öffnung 26 der Hülse 22 in zwei Richtungen abzweigt, und einen vierten Abzweigungspunkt oder ein Rohr 60, der bzw. das von einem Einlass 58 der Kühlvorrichtung 30 in zwei Richtungen abzweigt. Die Rohrstruktur umfasst ferner ein erstes Ventil 62, das ein Ende des ersten Abzweigungsrohrs 52 und ein Ende des zweiten Abzweigungsrohrs 54 verbindet, ein zweites Ventil 64, welches das andere Ende des ersten Abzweigungsrohrs 52 und ein Ende des dritten Abzweigungsrohrs 56 verbindet, ein drittes Ventil 66, welches das andere Ende des zweiten Abzweigungsrohrs 54 und ein Ende des vierten Abzweigungsrohrs 60 verbindet, und ein viertes Ventil 68, welches das andere Ende des dritten Abzweigungsrohrs 56 und das andere Ende des vierten Abzweigungsrohrs 60 verbindet.
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Wenn Kühlmittel in einer positiven Richtung fließen soll, wie durch einen Pfeil 70 angegeben, werden das erste Ventil 62 und das vierte Ventil 68 geöffnet, und ein zweites Ventil 64 und ein drittes Ventil 66 werden geschlossen. Wenn andererseits Kühlmittel in einer negativen Richtung fließen soll, wie durch einen Pfeil 72 angegeben, werden das erste Ventil 62 und das vierte Ventil 68 geschlossen, und das zweite Ventil 64 und das dritte Ventil 66 werden geöffnet. Obwohl somit bei der zweiten Ausführungsform die Fördervorrichtung 28 keine Funktion zum Umkehren der Strömungsrichtung des Kühlmittels aufweist, kann die Strömungsrichtung ohne Weiteres durch den Schaltvorgang des Ventils umgekehrt werden. Zusätzlich kann der Schaltvorgang des Ventils basierend auf einem vorbestimmten Zustand manuell oder automatisch ausgeführt werden.
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3 ist eine Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines Kühlsystems für eine rotierende elektrische Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt. Die dritte Ausführungsform unterscheidet sich von der zweiten Ausführungsform durch die Strukturen der zweiten und dritten Abzweigungsrohre und durch die Anzahl der Öffnungen der Hülse. Daher werden bei der dritten Ausführungsform die gleichen Bezugsnummern zu den entsprechenden Komponenten hinzugefügt und eine ausführliche Erklärung derselben entfällt.
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Bei der dritten Ausführungsform ist ein Rohr, das dem zweiten Abzweigungsrohr 54 in der zweiten Ausführungsform entspricht, kein Abzweigungsrohr. Genauer gesagt sind ein Rohr 54a, welches das erste Ventil 62 und die Öffnung 24 der Hülse 22 verbindet, und ein Rohr 54b, welches das dritte Ventil 66 und eine neu gebildete Öffnung 74 der Hülse 22 verbindet, angeordnet. Ähnlich sind ein Rohr, das dem dritten Abzweigungsrohr 56 entspricht, genauer gesagt ein Rohr 56a, welches das vierte Ventil 68 und die Öffnung 26 der Hülse 22 verbindet, und ein Rohr 56b, welches das zweite Ventil 64 und eine neu gebildete Öffnung 76 der Hülse 22 verbindet, angeordnet. Es wird bevorzugt, dass die Öffnungen 74 und 76 jeweils neben den Öffnungen 24 und 26 liegen. Bei der dritten Ausführungsform kann ähnlich wie bei der zweiten Ausführungsform durch die Ventilbetätigung die Strömungsrichtung des Kühlmittels zwischen der positiven Richtung, wie durch den Pfeil 70 angegeben, und einer negativen Richtung, wie durch den Pfeil 72 angegeben, umgeschaltet werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Temperaturgradient reduziert werden und die Temperatur der rotierenden elektrischen Maschine kann mit Bezug sowohl auf ihre axiale Richtung als auch auf ihre umfangsmäßigen Richtungen vereinheitlicht werden. Dadurch wird verhindert, dass sich die rotierende elektrische Maschine auf Grund des Unterschieds der Wärmeausdehnungen verformt, wodurch man die Beeinträchtigung der Drehgenauigkeit der Maschine vermeiden kann. Obwohl ein Schaltzeitraum der Strömungsrichtung in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung des rotierenden elektrischen Motors (z. B. von einer zulässigen Temperaturdifferenz innerhalb des rotierenden Motors) zweckmäßig bestimmt werden kann, nimmt der Temperaturgradient ab, wenn sich der Schaltzeitraum verkürzt. Obwohl zusätzlich die Kühlmittel-Fördervorrichtung, die Kühlmittel-Kühlvorrichtung und die Kühlmittel-Umkehrvorrichtung bei den obigen Ausführungsformen als getrennte Vorrichtungen abgebildet sind, können diese Vorrichtungen als integrierte Einheit vorliegen.
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4 bis 6 zeigen ein Beispiel, bei dem eine Zeiteinstellung der Umkehr der Strömungsrichtung des Kühlmittels durch einen Teil zum Generieren von Befehlen in dem erfindungsgemäßen Kühlsystem gesteuert wird. Ein Teil zum Generieren von Befehlen 80 weist mindestens eine auf von: einer ersten Funktion zum Einstellen eines Stellwerts, um eine Zeiteinstellung des Umkehrens der Strömungsrichtung des Kühlmittels einzustellen, und zum Ausgeben eines Befehls oder Signals zum Umkehren der Strömungsrichtung basierend auf dem Stellwert; und einer zweiten Funktion zum Empfangen eines Signals, um die Zeiteinstellung des Umkehrens zu bestimmen, von einer anderen Einheit usw., und zum Ausgeben eines Befehls oder Signals zum Umkehren der Strömungsrichtung.
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4 zeigt ein Konfigurationsbeispiel, bei dem der Teil zum Generieren von Befehlen 80 die zuvor beschriebene erste Funktion aufweist. Der Teil zum Generieren von Befehlen 80 ist bei der ersten Ausführungsform über eine Signalleitung 82 an die Kühlmittel-Fördervorrichtung 28 oder bei der zweiten oder dritten Ausführungsform an die Kühlmittel-Umkehrvorrichtung 48 angeschlossen, wodurch der Teil zum Generieren von Befehlen 80 einen Befehl oder ein Signal zum Umkehren der Strömungsrichtung des Kühlmittels zur Fördervorrichtung 28 oder zur Umkehrrichtung 48 übertragen kann. Als Beispiel des Stellwerts zum Bestimmen der Zeiteinstellung des Umkehrens der Strömungsrichtung kann die Strömungsrichtung jedes Mal umgekehrt werden, wenn eine vorbestimmte Einstellzeit, wie etwa dreißig Sekunden oder eine Minute, verstrichen ist, ansonsten kann die Strömungsrichtung zu bestimmten Zeiten umgekehrt werden. Zusätzlich kann der Teil zum Generieren von Befehlen 80 dazu einen Zeitmesser oder eine Uhr aufweisen.
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5 zeigt ein Konfigurationsbeispiel, bei dem der Teil zum Generieren von Befehlen 80 die zuvor beschriebene zweite Funktion aufweist. Ähnlich wie 4 ist der Teil zum Generieren von Befehlen 80 bei der ersten Ausführungsform über eine Signalleitung 82 an die Kühlmittel-Fördervorrichtung 28 oder bei der zweiten oder dritten Ausführungsform an die Kühlmittel-Umkehrvorrichtung 48 angeschlossen, wodurch der Teil zum Generieren von Befehlen 80 einen Befehl oder ein Signal, um die Strömungsrichtung des Kühlmittels umzukehren, an die Fördervorrichtung 28 oder die Umkehrvorrichtung 48 übertragen kann. In 5 werden ferner ein Sensor 84 zum Messen physischer Daten der rotierenden elektrischen Maschine (in diesem Fall der Temperatur eines Wicklungsdrahts der Maschine) und ein Messgerät 86 zum Übertragen eines Messergebnisses des Sensors 84 in Form eines Signals usw. an den Teil zum Generieren von Befehlen 80 bereitgestellt. Bei dem Beispiel aus 5 kann die Strömungsrichtung des Kühlmittels umgekehrt werden, wenn die Temperatur des Wicklungsdrahts eine vorbestimmte Temperatur erreicht (beispielsweise 60°C).
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Wenn der Sensor 84 ansonsten ein Dehnungssensor ist, kann eine Änderung der Dimension der rotierenden Maschine 10 gemessen werden. Wenn dann die Änderung der Dimension einen vorbestimmten zulässigen Wert übersteigt (beispielsweise wenn sich ein Abstand zwischen den Öffnungen 24 und 26 der Hülse 22 um zehn Mikrometer ändert), kann die Strömungsrichtung des Kühlmittels umgekehrt werden. Obwohl des Weiteren ein Messgerät 86 als von dem Teil zum Generieren von Befehlen 80 separate Einheit abgebildet ist, kann das Messgerät 86 in den Teil zum Generieren von Befehlen 80, die Kühlmittel-Fördervorrichtung 28 oder die Kühlmittel-Umkehrvorrichtung 48 integriert sein.
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6 zeigt ein Beispiel, bei dem das Messgerät 86 in einer Antriebseinheit 88 der rotierenden elektrischen Maschine 10 angeordnet ist. Die Antriebseinheit 88 weist eine CNC-Vorrichtung 90 und einen Verstärker 92 auf. Die Antriebseinheit 88 ist an eine rotierende elektrische Maschine 10 über ein Kabel 94 angeschlossen, um die rotierende Maschine 10 zu steuern, und ist konfiguriert, um Informationen, wie etwa Belastung oder Strom, der rotierenden Maschine 10 zu empfangen. Bei dem Beispiel aus 6 kann ein Zustand der rotierenden elektrischen Maschine (beispielsweise eine Drehzahl, die Temperatur des Wicklungsdrahts, die Temperatur eines Stromkabels, ein Belastungs- und/oder ein Stromwert) überwacht werden, und die Strömungsrichtung des Kühlmittels kann basierend auf dem Zustand flexibel und zweckmäßig umgekehrt werden. Beispielsweise kann ein Zyklus zum Umkehren der Strömungsrichtung bei einem Betrieb mit geringer Belastung erhöht, und der Zyklus des Umkehrens kann auf einen Betrieb mit hoher Belastung erhöht werden. Wenn ferner die Temperatur des Wicklungsdrahts eine vorbestimmte Temperatur erreicht, kann die Strömungsrichtung zwangsläufig umgekehrt werden, auch wenn die obige Zeiteinstellung nicht erreicht ist. Zusätzlich zu dem Beispiel aus 6 kann das Messgerät 86 in den Teil zum Generieren von Befehlen 80, die Kühlmittel-Fördervorrichtung 28 oder die Kühlmittel-Umkehrvorrichtung 48 integriert sein.
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7 ist eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel der Verkleidung 20 zeigt, um den spiralförmigen Kühlmittel-Strömungsweg 18 bei der obigen Ausführungsform zu bilden. Wie gezeigt, ist die Verkleidung 20 ein im Allgemeinen zylindrisches Element und weist eine spiralförmige Nut auf, die durch eine Rippe (oder ein Gewinde) 96 gebildet wird, die sich spiralförmig auf einer äußeren Umfangsfläche des Elements erstreckt. Wie mit Bezug auf 1 erklärt, wird der spiralförmige Kühlmittel-Strömungsweg 18 durch die spiralförmige Nut und die innere Umfangsfläche der Hülse 22, die mit der Verkleidung 20 ausgestattet ist, gebildet. Ferner sind die Öffnungen 24 und 26 der Hülse 22, wie zuvor beschrieben, an den Positionen gebildet, die den Positionen der beiden axialen Endrippen 96 entsprechen, wie durch die Pfeile 98 und 100 angegeben. Durch zweckmäßiges Umkehren der Strömungsrichtung des Kühlmittels, das auf einem derartigen Strömungsweg fließt, kann der Temperaturgradient sowohl mit Bezug auf die axiale als auch auf die umfangsmäßige Richtung der rotierenden elektrischen Maschine eliminiert oder reduziert werden.
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8 ist eine Ansicht, die ein anderes Konfigurationsbeispiel einer Verkleidung zum Bilden eines spiralförmigen Kühlmittel-Strömungswegs zeigt. Die in 8 gezeigte Verkleidung 102 ist ein im Allgemeinen zylindrisches Element, das eine mehrgängige Gewindestruktur aufweist, wobei der Strömungsweg in Abhängigkeit von der Anzahl der Gewindegänge im Wesentlichen in separate Wege unterteilt ist. Bei dem Beispiel aus 8 verfügt die Verkleidung 102 über eine Doppelgewindestruktur und weist genauer gesagt zwei spiralförmige Nuten 104 und 106 auf, die durch eine Rippe getrennt sind (in der Zeichnung ist die Nut 106 schraffiert). Zwei spiralförmige Kühlmittel-Strömungswege werden durch die Nuten 104 und 106, die Verkleidung 102 und eine (nicht gezeigte) Hülse, die mit der Verkleidung 102 ausgestattet ist, gebildet. Da zusätzlich jeder Strömungsweg einen Einlass- und Auslassschlitz für das Kühlmittel aufweisen muss, sind auf der mit der Verkleidung 102 ausgestatteten Hülse Öffnungen gebildet, die den Positionen der Einlass- und Auslassschlitze jedes Strömungswegs entsprechen. Bei dem Beispiel aus 8 sind vier Öffnungen gebildet, wie gestrichelt angegeben.
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Wenn die mehrgängige Gewindestruktur, wie in 8 gezeigt, verwendet wird, können die Strömungsrichtungen benachbarter Kühlmittel-Strömungswege einander entgegengesetzt sein. In diesem Fall kann sich das Kühlmittel jedoch in Abhängigkeit von einem Spalt oder Spielraum zwischen der Verkleidung und der Hülse mit benachbarten Strömungswegen vermischen, wodurch sich die Kühleffizienz des Systems verschlechtern kann. Die vorliegende Erfindung kann zweckmäßig auf eine derartige mehrgängige Gewindestruktur angewendet werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Strömungsrichtung des Kühlmittels, das auf dem spiralförmigen Kühlmittel-Strömungsweg fließt, der auf der äußeren Umfangsfläche des Stators gebildet ist, zweckmäßig umgekehrt werden. Daher kann der Temperaturgradient sowohl mit Bezug auf die axiale als auch auf die umfangsmäßige Richtung der rotierenden elektrischen Maschine eliminiert oder reduziert werden, wodurch eine Änderung der Dimension und eine Reduzierung der Genauigkeit, die durch Wärme verursacht werden, vermieden werden kann. Da die vorliegende Erfindung ferner auf eine herkömmliche rotierende elektrische Maschine anwendbar ist, die einen spiralförmigen Kühlmittel-Strömungsweg aufweist, kann eine leistungsstarke rotierende elektrische Maschine kostengünstig bereitgestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2011-015578 A [0002, 0005]
- JP 11-033877 A [0003]
- JP 2000-092815 A [0004]
- JP 11-033877 [0005]
- JP 2000-092815 [0006, 0006]
