DE102015116810A1

DE102015116810A1 - Electric motor component and electric motor with at least one winding

Info

Publication number: DE102015116810A1
Application number: DE102015116810.3A
Authority: DE
Inventors: Michael Naderer; Nikolaus Schweinert
Original assignee: Dynamic E Flow GmbH
Current assignee: Dynamic E Flow GmbH
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-04-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Elektromotor-Bauteil (14) mit wenigstens einer Wicklung (U, V, W) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, die mindestens einen Hohlleiter (3) umfasst, der einen Mantel (4) und einen inneren Hohlraum (5) aufweist, durch welchen ein Kühlmittel leitbar ist, wobei die Wicklung (U, V, W) zwei Enden (U1, U2, ..., W1, W2) aufweist, an denen eine elektrische Betriebsspannung (L1, L2, L3, 0) angeschlossen wird. Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Enden (U1, U2, ..., W1, W2) der Wicklung (U, V, W) jeweils als Kühlmitteleinlass oder Kühlmittelauslass dienen und dass zwischen den Enden (U1, U2, ..., W1, W2) der Wicklung (U, V, W) kein oder wenigstens ein interner Kühlmittelanschluss (5) zum Zuführen und/oder Abführen von Kühlmittel vorgesehen ist.The invention relates to an electric motor component (14) having at least one winding (U, V, W) for generating a magnetic field which comprises at least one waveguide (3) having a jacket (4) and an inner cavity (5) through which a coolant can be conducted, wherein the winding (U, V, W) has two ends (U1, U2, ..., W1, W2) to which an electrical operating voltage (L1, L2, L3, 0) is connected becomes. According to the invention, it is proposed that the ends (U1, U2,..., W1, W2) of the winding (U, V, W) each serve as a coolant inlet or coolant outlet and that between the ends (U1, U2, ... , W1, W2) of the winding (U, V, W) is provided no or at least one internal coolant connection (5) for supplying and / or discharging coolant.

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektromotor-Bauteil und einen Elektromotor gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche. The invention relates to an electric motor component and an electric motor according to the preamble of the independent claims.

Elektrische Maschinen, auf die im Folgenden Bezug genommen wird, umfassen eine aus einem Hohlleiter hergestellte Wicklung, durch die ein Kühlmittel geleitet wird, um die elektrische Maschine zu kühlen. Die für die Wicklung verwendeten Hohlleiter bestehen in der Regel aus einem langgestreckten rohrförmigen Körper bzw. Mantel mit einem inneren Hohlraum, wobei der Körper üblicherweise aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z. B. Kupfer, hergestellt ist. Der leitfähige Körper ist an seiner Außenfläche üblicherweise mit einem elektrisch isolierenden Material beschichtet, um eine elektrische Isolierung zwischen aneinander angrenzenden Hohlleiterstücken zu erreichen. Der innere Hohlraum ist als Kanal ausgebildet, der durch den gesamten Hohlleiter in Längsrichtung hindurch verläuft. Electric machines, referred to hereinafter, include a winding made of a waveguide through which a coolant is passed to cool the electric machine. The waveguides used for the winding are usually made of an elongated tubular body or shell with an inner cavity, wherein the body is usually made of an electrically conductive material, such as. As copper, is made. The conductive body is usually coated on its outer surface with an electrically insulating material to achieve electrical insulation between adjacent waveguide pieces. The inner cavity is formed as a channel which extends through the entire waveguide in the longitudinal direction.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Konzepte zur hydraulischen Versorgung von Hohlleiter-Wicklungen einer elektrischen Maschine bekannt. So offenbart z. B. die DE 10 2014 201 305 A1 einen Elektromotor, der einen Stator mit einer Vielzahl von Hohlleiterspulen aufweist, die jeweils einen Fluideingang und einen Fluidausgang mit entsprechenden Anschlüssen aufweisen. Die einzelnen Hohlleiterspulen sind an einem Verteiler bzw. einem Sammelkanal angeschlossen, über den das Kühlmittel zu- bzw. abgeführt wird. Ein ähnliches hydraulisches Versorgungskonzept ist auch aus der DE 10 2013 205 418 A1 bekannt, bei der die einzelnen Hohlleiterspulen ebenfalls über einen gemeinsamen Verteil- bzw. Sammelkanal an den Kühlkreislauf angeschlossen sind. Die aus dem Stand der Technik bekannten Konzepte sind relativ aufwändig und kompliziert. Various concepts for the hydraulic supply of waveguide windings of an electrical machine are known from the prior art. For example, z. B. the DE 10 2014 201 305 A1 an electric motor having a stator with a plurality of waveguide coils, each having a fluid inlet and a fluid outlet with corresponding ports. The individual waveguide coils are connected to a distributor or a collecting channel, via which the coolant is supplied or removed. A similar hydraulic supply concept is also from the DE 10 2013 205 418 A1 known, in which the individual waveguide coils are also connected via a common distribution or collection channel to the cooling circuit. The concepts known from the prior art are relatively complicated and complicated.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Maschine mit wenigstens einer innengekühlten Wicklung zu schaffen, deren hydraulisches System wesentlich einfacher aufgebaut ist und die daher schneller und kostengünstiger hergestellt werden kann. It is therefore an object of the present invention to provide an electric machine with at least one internally cooled winding, the hydraulic system is much simpler and therefore can be made faster and cheaper.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Patenansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. This object is achieved according to the invention by the features specified in the independent claims. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Gemäß der Erfindung wird ein Elektromotor-Bauteil vorgeschlagen, das wenigstens eine innengekühlten Wicklung umfasst, die aus einem oder mehreren Hohlleitern gebildet ist, durch den bzw. die ein Kühlmittel geleitet wird. Die Wicklung kann eine oder mehrere Spulen umfassen und hat zwei Enden, an denen eine elektrische Betriebsspannung angeschlossen wird. Gemäß der Erfindung dienen die Enden der Wicklung jeweils als Kühlmitteleinlass oder Kühlmittelauslass. Zwischen den Enden der Wicklung befindet sich kein oder wenigstens ein interner Kühlmittelanschluss zum Zuführen und/oder Abführen von Kühlmittel in die Wicklung. According to the invention, an electric motor component is proposed, which comprises at least one internally cooled winding, which is formed from one or more waveguides through which a coolant is passed. The winding may comprise one or more coils and has two ends to which an electrical operating voltage is connected. According to the invention, the ends of the winding each serve as a coolant inlet or coolant outlet. There is no or at least one internal coolant port for supplying and / or discharging coolant into the coil between the ends of the coil.

Eine erfindungsgemäße Wicklung umfasst vorzugsweise maximal vier, drei oder zwei interne Kühlmittelanschlüsse. Neben den Kühlmittelanschlüssen an den Enden der Wicklung existieren also maximal vier weitere, interne Kühlmittelanschlüsse zum Zuführen und/oder Abführen von Kühlmittel. A winding according to the invention preferably comprises a maximum of four, three or two internal coolant connections. In addition to the coolant connections at the ends of the winding, there are therefore a maximum of four further, internal coolant connections for supplying and / or removing coolant.

Ein Kühlmittelanschluss kann gemäß der Erfindung z. B. als Fluid-Eingang oder Fluid-Ausgang dienen. Ein Kühlmittelanschluss kann auch sowohl einen Fluid-Eingang als auch einen Fluid-Ausgang umfassen. Im letzteren Fall können der Fluid-Eingang und der Fluid-Ausgang in einem einzigen Bauteil integriert oder in separaten Bauteilen vorgesehen sein. Der Begriff „Kühlmittelanschluss“ bezeichnet in diesem Fall eine Einrichtung mit beiden Anschlusstypen. A coolant connection can according to the invention z. B. serve as a fluid inlet or fluid outlet. A coolant port may also include both a fluid inlet and a fluid outlet. In the latter case, the fluid inlet and the fluid outlet may be integrated in a single component or provided in separate components. The term "coolant connection" in this case refers to a device with both types of connections.

Der genannte interne Kühlmittelanschluss ist vorzugsweise Teil eines Anschlussstücks, das mehrere Hohlleiteranschlüsse zum Anschließen von Hohlleiterenden und einen oder mehrere Kühlmittelanschlüsse umfasst. Said internal coolant connection is preferably part of a connection piece which comprises a plurality of waveguide connections for connecting waveguide ends and one or more coolant connections.

Gemäß einer ersten Ausführungsform stellt das Anschlussstück lediglich eine Fluidverbindung zwischen den Hohlleiterenden zweier seriell aufeinanderfolgender Teilwicklungen und einem Kühlmittelanschluss her, hat aber keinen Verteilerkanal und keinen Sammelkanal für mehrere parallel geschaltete Spulen. Es ist vorzugsweise als T-Stück ausgebildet. Ein solches T-Stück kann wiederum über wenigstens einen Hohlleiter mit einem zweiten Anschlussstück verbunden sein, an dem z. B. die klemmenseitigen Enden von Wicklungen, oder die Enden anderer Hohlleiter des Kühlmittelsystems, angeschlossen sind. Ein solches zweites Anschlussstück umfasst vorzugsweise einen gemeinsamen Kühlmitteleingang und einen gemeinsamen Kühlmittelausgang, einen Verteilerkanal über den das Kühlmittel in die einzelnen Hohlleiter eingespeist wird, und einen Sammelkanal, in den das aus den Hohlleitern austretende Kühlmittel hinein fließt und zum Kühlmittelausgang des Anschlussstücks geleitet wird. According to a first embodiment, the connection piece merely produces a fluid connection between the waveguide ends of two successive partial windings and a coolant connection, but has no distribution channel and no collecting channel for a plurality of coils connected in parallel. It is preferably designed as a tee. Such a T-piece may in turn be connected via at least one waveguide with a second connector, on which z. B. the terminal-side ends of windings, or the ends of other waveguides of the coolant system, are connected. Such a second connecting piece preferably comprises a common Coolant inlet and a common coolant outlet, a distribution channel through which the coolant is fed into the individual waveguide, and a collecting channel, in which the coolant exiting from the waveguides flows into and is directed to the coolant outlet of the connector.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird auf das vorstehend genannte T-Stück verzichtet, und die aneinander angrenzenden Hohlleiterenden von seriell aufeinanderfolgenden Teilwicklungen sind direkt an einem gemeinsamen Anschlussstück angeschlossen. Ein solches Anschlussstück umfasst vorzugsweise einen gemeinsamen Kühlmitteleingang und einen gemeinsamen Kühlmittelausgang, einen Verteilerkanal über den das Kühlmittel in die einzelnen Hohlleiter eingespeist wird, und einen Sammelkanal, in den das aus den Hohlleitern austretende Kühlmittel hinein fließt und zum Kühlmittelausgang des Anschlussstücks geleitet wird. According to a second embodiment of the invention, the aforementioned T-piece is dispensed with, and the adjacent waveguide ends of serially successive partial windings are connected directly to a common connection piece. Such a connecting piece preferably comprises a common coolant inlet and a common coolant outlet, a distributor channel via which the coolant is fed into the individual waveguides, and a collecting channel, into which the coolant emerging from the waveguides flows and is led to the coolant outlet of the connecting piece.

An einem solchen Anschlussstück können auch eine oder mehrere der klemmenseitigen bzw. phasenseitigen Hohlleiterenden der einzelnen Wicklungen angeschlossen sein, z. B. die Hohlleiterenden an den Klemmen L1, L2, L3 und 0. Wahlweise können die phasenseitigen Hohlleiterenden der einzelnen Wicklungen auch an einem separaten Anschlussstück angeschlossen sein. One or more of the terminal-side or phase-side waveguide ends of the individual windings can be connected to such a connection piece, for. B. the waveguide ends to the terminals L1, L2, L3 and 0. Alternatively, the phase-side waveguide ends of the individual windings can also be connected to a separate connector.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Wicklung aus einem oder mehreren Hohlleitern hergestellt, die als Hohldraht ausgebildet sind. According to a preferred embodiment of the invention, a winding made of one or more waveguides, which are formed as a hollow wire.

Der bzw. die Hohldrähte haben vorzugsweise einen runden Querschnitt bzw. Außenumfang. Der Außenumfang könnte aber auch kreisähnlich, wie z. B. oval ausgebildet sein. Der Außenumfang kann prinzipiell die gleiche oder eine andere Form aufweisen wie der Innenumfang. The hollow wire or wires preferably have a round cross section or outer circumference. The outer circumference could also be like a circle, such. B. be oval. The outer circumference may in principle have the same or a different shape as the inner circumference.

Die Hohldrähte haben vorzugsweise einen Außendurchmesser von weniger als 10 mm, vorzugsweise weniger als 5 mm und insbesondere einen Außendurchmesser im Bereich zwischen 1,0 mm und 3,2 mm. The hollow wires preferably have an outer diameter of less than 10 mm, preferably less than 5 mm and in particular an outer diameter in the range between 1.0 mm and 3.2 mm.

Der im Hohlleiter befindliche Fluidkanal hat vorzugsweise einen Durchmesser bzw. eine maximale Erstreckung von weniger als 5 mm. Der Durchmesser bzw. die maximale Erstreckung beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 3 mm. The fluid channel located in the waveguide preferably has a diameter or a maximum extent of less than 5 mm. The diameter or the maximum extent is preferably about 1 to 3 mm.

Eine erfindungsgemäße Wicklung umfasst vorzugsweise mehrere Spulen, wie z. B. mehrere Zahnspulen oder mehrere Spulen einer verteilten Wicklung. A winding according to the invention preferably comprises a plurality of coils, such. B. multiple tooth coils or multiple coils of a distributed winding.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird eine Wicklung (U, V, W) lediglich an ihren Enden an einen Kühlmittelkreislauf angeschlossen. In diesem Fall hat die Wicklung keinen internen Kühlmittelanschluss. Ein Ende der Wicklung dient als Kühlmitteleinlass und das andere Ende als Kühlmittelauslass. According to a first embodiment of the invention, a winding (U, V, W) is connected only at its ends to a coolant circuit. In this case, the winding has no internal coolant connection. One end of the coil serves as a coolant inlet and the other end serves as a coolant outlet.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Wicklung (U, V, W) mehrere Spulen und einen oder mehr interne Kühlmittelanschlüsse. Der bzw. die Kühlmittelanschlüsse sind dabei so angeordnet, dass die Wicklung in mehrere Teilwicklungen unterteilt wird, die jeweils wenigstens eine Spule umfassen. Eine oder mehrere der Teilwicklungen können auch jeweils mehrere Spulen umfassen. According to a second embodiment of the invention, a winding (U, V, W) comprises a plurality of coils and one or more internal coolant connections. The or the coolant connections are arranged so that the winding is divided into a plurality of partial windings, each comprising at least one coil. One or more of the partial windings may also each comprise a plurality of coils.

Die Teilwicklungen einer Wicklung können grundsätzlich in der gleichen Richtung oder in entgegengesetzter Richtung von Kühlmittel durchströmt werden. The partial windings of a winding can in principle be flowed through in the same direction or in the opposite direction of coolant.

Die Wicklung einer Phase kann als einfache Wicklung hergestellt sein, die einen oder mehrere elektrisch seriell verbundene Hohlleiter aufweist. Alternativ kann eine Wicklung aber auch als Parallelwicklung ausgebildet sein, bei der eine oder mehrere Wicklungen elektrisch parallel geschaltet sind. Die Spulen der parallelen Wicklungen können dabei physisch parallel verlaufen, d.h. es können z. B. zwei Hohlleiter parallel um einen oder mehrere Zähne gewickelt sein. Die Spulen der parallelen Wicklungen können aber auch physisch nicht-parallel gewickelt sein. So kann beispielsweise eine Spule einer ersten Wicklung um einen ersten Zahn eines Elektromotor-Bauteils, und eine Spule der parallelen Wicklung um einen anderen Zahn des Elektromotor-Bauteils gewickelt sein. The winding of a phase may be made as a simple winding having one or more waveguides electrically connected in series. Alternatively, however, a winding can also be designed as a parallel winding, in which one or more windings are electrically connected in parallel. The coils of the parallel windings may be physically parallel, i. it can z. B. two waveguides to be wound in parallel around one or more teeth. However, the coils of the parallel windings may also be physically non-parallel wound. For example, a coil of a first winding may be wound around a first tooth of an electric motor component, and a coil of the parallel winding may be wound around another tooth of the electric motor component.

Bei einer Ausführung eines Elektromotor-Bauteils mit mehreren Teilwicklungen, die jeweils mehrere Spulen umfassen, sind die einzelnen Spulen einer ersten Teilwicklung vorzugsweise in gegensätzlicher Richtung zu den Spulen einer zweiten Teilwicklung am erfindungsgemäßen Bauteil angeordnet. Der Begriff „Richtung“ bezieht sich dabei auf die generelle Flussrichtung des Kühlmittels durch die jeweilige Teilwicklung. Die Hohlleiterspulen einer ersten Teilwicklung können beispielsweise in Uhrzeigerrichtung und die Hohlleiterspule in einer zweiten Teilwicklung in Gegenuhrzeigerrichtung auf Zähnen oder in Nuten des Bauteils angeordnet sein. Die einzelnen Teilwicklungen werden dabei in entgegengesetzter Richtung vom Kühlmittel durchströmt. In one embodiment of an electric motor component with a plurality of partial windings, each comprising a plurality of coils, the individual coils of a first partial winding are preferably arranged in opposite directions to the coils of a second partial winding on the component according to the invention. The term "direction" refers to the general flow direction of the coolant through the respective partial winding. The waveguide coils of a first partial winding can be arranged, for example, in a clockwise direction and the hollow conductor coil in a second partial winding in a counterclockwise direction on teeth or in grooves of the component. The individual partial windings are flowed through in the opposite direction by the coolant.

Jede der Spulen einer Teilwicklung hat eine Rangfolge, die der Position der jeweiligen Spule in der Serienschaltung entspricht. Bei einer Teilwicklung mit insgesamt vier Spulen haben die einzelnen Spulen z. B. die Rangfolge 1, 2, 3 und 4. Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden eine Spule einer ersten Teilwicklung, die bezüglich ihrer Rangfolge näher an einem Kühlmitteleinlass der ersten Teilwicklung, und eine Spule einer zweiten Teilwicklung, die bezüglich ihrer Rangfolge vom Kühlmitteleinlass der zweiten Teilwicklung weiter entfernt angeordnet ist, am Elektromotor-Bauteil vorzugsweise aneinander angrenzend angeordnet. Sie können sich z. B. auf benachbarten Zähnen befinden. Spulen, die sich näher an einem Kühlmitteleinlass befinden, sind in der Regel kälter als Spulen, die weiter von einem Kühlmitteleinlass entfernt angeordnet sind. Durch die Anordnung einer kälteren Spule neben einer heißeren Spule kann somit verhindert werden, dass thermische Hotspots entstehen. Each of the coils of a sub-winding has a ranking corresponding to the position of the respective coil in the series circuit. In a partial winding with a total of four coils, the individual coils z. 1, 2, 3 and 4. According to a specific embodiment of the invention, a coil of a first sub-winding, which is closer in rank to a coolant inlet of the first sub-winding, and a coil of a second sub-winding, with respect to their ranking from the coolant inlet the second part of the winding is arranged further away, preferably arranged adjacent to each other on the electric motor component. You can z. B. on adjacent teeth. Coils closer to a coolant inlet are typically colder than coils further from a coolant inlet. By arranging a colder coil In addition to a hotter coil can thus be prevented that thermal hot spots arise.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind entsprechend eine Spule einer ersten Teilwicklung, die bezüglich ihrer Rangfolge am nächsten an einem Kühlmitteleinlass der ersten Teilwicklung angeordnet ist, und eine Spule einer zweiten Teilwicklung, die bezüglich ihrer Rangfolge von einem Kühlmitteleinlass der zweiten Teilwicklung am weitesten entfernt angeordnet ist, am Elektromotor-Bauteil aneinander angrenzend angeordnet. Accordingly, in accordance with a preferred embodiment of the invention, a coil of a first sub-coil nearest to a coolant inlet of the first sub-coil and a coil of a second sub-coil are positioned farthest from a coolant inlet of the second sub-coil in order of precedence is arranged adjacent to each other on the electric motor component.

Das Elektromotor-Bauteil kann insbesondere ein Rotor oder ein Stator sein. The electric motor component may in particular be a rotor or a stator.

Die Erfindung betrifft auch einen Elektromotor mit einem Elektromotor-Bauteil, das entsprechend einer der vorstehend genannten Ausführungsformen aufgebaut ist. The invention also relates to an electric motor with an electric motor component, which is constructed according to one of the aforementioned embodiments.

Bei dem Elektromotor kann es sich sowohl um einen Gleichstrommotor (DC Motor) als auch um einen Wechselstrommotor (AC Motor), insbesondere um eine dreiphasige elektrische Maschine handeln. The electric motor may be a DC motor or an AC motor, in particular a three-phase electric machine.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer dreiphasigen elektrischen Maschine mit Hohldrahtwicklungen; 1 a schematic view of a three-phase electric machine with Hohldrahtwicklungen;

2 einen elektrischen und hydraulischen Schaltplan der Maschine von 1; 2 an electrical and hydraulic circuit diagram of the machine from 1 ;

3 eine schematische Ansicht einer Dreieckschaltung mit gegenläufiger Durchströmung der einzelnen Wicklungen; 3 a schematic view of a delta connection with opposite flow through the individual windings;

4 eine schematische Darstellung eines Anschlussstücks für die einzelnen Wicklungsenden der Dreieckschaltung von 3; 4 a schematic representation of a connection piece for the individual coil ends of the delta connection of 3 ;

5 eine schematische Darstellung einer Dreieckschaltung, bei der die einzelnen Wicklungen größtenteils gleichläufig von Kühlmittel durchströmt werden; 5 a schematic representation of a delta connection, in which the individual windings are largely the same direction flowed through by coolant;

6 eine schematische Darstellung eines Anschlussstücks für die einzelnen Wicklungsenden der Dreieckschaltung von 5; 6 a schematic representation of a connection piece for the individual coil ends of the delta connection of 5 ;

7 eine schematische Darstellung einer Parallelwicklung aus zwei parallelen Dreieckschaltungen; 7 a schematic representation of a parallel winding of two parallel delta circuits;

8 eine schematische Darstellung eines Anschlussstücks für die einzelnen Wicklungsenden der Parallelschaltung von 7; 8th a schematic representation of a connector for the individual coil ends of the parallel circuit of 7 ;

9 eine weitere Ausführungsform einer Parallelwicklung mit zwei Dreiecksschaltungen; 9 a further embodiment of a parallel winding with two triangular circuits;

10 eine schematische Darstellung eines Anschlussstücks für sämtliche Hohlleiterenden der Schaltung von 9; 10 a schematic representation of a connector for all waveguide ends of the circuit of 9 ;

11 eine weitere Ausführungsform einer Parallelwicklung mit zwei Dreiecksschaltungen; 11 a further embodiment of a parallel winding with two triangular circuits;

12 eine schematische Darstellung eines Anschlussstücks für sämtliche Hohlleiterenden der Schaltung von 11; 12 a schematic representation of a connector for all waveguide ends of the circuit of 11 ;

13 eine schematische Darstellung einer Parallelwicklung in Dreieckschaltung, bei der jede Wicklung einen zusätzlichen internen Kühlmittelanschluss aufweist; 13 a schematic representation of a parallel winding in delta connection, in which each winding has an additional internal coolant connection;

14 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Anschlussstücks für sämtliche Hohlleiterenden der Schaltung von 13; 14 a schematic representation of a common connector for all waveguide ends of the circuit of 13 ;

15 eine schematische Darstellung einer Sternschaltung, bei der die einzelnen Wicklungen in Richtung der elektrischen Anschlussklemmen durchströmt werden; 15 a schematic representation of a star connection, in which the individual windings are flowed through in the direction of the electrical terminals;

16 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Anschlussstücks für die Hohlleiterenden der einzelnen Wicklungen der Sternschaltung von 15; 16 a schematic representation of a common connection piece for the waveguide ends of the individual windings of the star connection of 15 ;

17 eine schematische Darstellung einer Sternschaltung, bei der die einzelnen Wicklungen in Richtung des Nullpunkts durchströmt werden; 17 a schematic representation of a star connection, in which the individual windings are flowed through in the direction of the zero point;

18 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Anschlussstücks für die Hohlleiterenden der Sternschaltung von 17; 18 a schematic representation of a common connector for the waveguide ends of the star connection of 17 ;

19 eine schematische Darstellung einer parallelen Wicklung in Sternschaltung, bei der die einzelnen Wicklungen der ersten Sternschaltung und die entsprechenden Wicklungen der zweiten Sternschaltung gegenläufig von Kühlmittel durchströmt werden; 19 a schematic representation of a parallel winding in star connection, in which the individual windings of the first star connection and the corresponding windings of the second star connection are flowed through in opposite directions of coolant;

20 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Anschlussstücks für die Hohlleiterenden der Parallelwicklung von 19; 20 a schematic representation of a common connector for the waveguide ends of the parallel winding of 19 ;

21 eine schematische Darstellung einer parallelen Wicklung in Sternschaltung, bei der die einzelnen Wicklungen der ersten Sternschaltung und die entsprechenden Wicklungen der zweiten Sternschaltung gleichläufig von Kühlmittel durchströmt werden; 21 a schematic representation of a parallel winding in star connection, in which the individual windings of the first star connection and the corresponding windings of the second star connection are flowed through the same direction of coolant;

22 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Anschlussstücks für die Hohlleiterenden der Parallelwicklung von 21; 22 a schematic representation of a common connector for the waveguide ends of the parallel winding of 21 ;

23 eine schematische Darstellung einer Parallelwicklung mit zwei parallelen Sternschaltungen, bei der die Wicklungen der einzelnen Sternschaltungen jeweils einen internen Kühlmittelanschluss aufweisen; 23 a schematic representation of a parallel winding with two parallel star circuits, in which the windings of the individual star circuits each having an internal coolant connection;

24 eine schematische Darstellung eines gemeinsamen Anschlussstücks für die Hohlleiterenden der Parallelwicklung von 23; 24 a schematic representation of a common connector for the waveguide ends of the parallel winding of 23 ;

25 eine schematische Darstellung eines Stators eines Außenläufer-Motors mit einer speziellen Anordnung von Zahnspulen; 25 a schematic representation of a stator of an external rotor motor with a special arrangement of tooth coils;

26 eine Seitenansicht auf einen Hohldraht gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung; 26 a side view of a hollow wire according to a specific embodiment of the invention;

27 eine Querschnittsansicht des Hohldrahts von 26; und 27 a cross-sectional view of the hollow wire of 26 ; and

28 einen elektrischen und hydraulischen Schaltplan einer Wicklung für eine Phase einer mehrphasigen elektrischen Maschine. 28 an electrical and hydraulic circuit diagram of a winding for a phase of a multi-phase electric machine.

Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention

1 zeigt eine schematische Ansicht einer dreiphasigen Synchronmaschine 10 mit einem innenliegenden Stator 14 und einem außenliegenden Rotor (nicht gezeigt). Die elektrischen Phasen sind mit L1, L2 und L3 bezeichnet und in Sternschaltung verschaltet. 1 shows a schematic view of a three-phase synchronous machine 10 with an internal stator 14 and an external rotor (not shown). The electrical phases are designated L1, L2 and L3 and connected in star connection.

Der Stator 14 umfasst hier sechs Zähne 16, auf denen die einzelnen Wicklungen U, V und W angeordnet sind. Die Wicklungen U, V, W bestehen jeweils aus einem Hohldraht 3, durch den ein Kühlmittel strömt, um den Elektromotor 10 zu kühlen. The stator 14 includes six teeth here 16 on which the individual windings U, V and W are arranged. The windings U, V, W each consist of a hollow wire 3 through which a coolant flows to the electric motor 10 to cool.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird an den Hohlleiterenden der einzelnen Wicklungen U, V, W sowie am Sternpunkt 0 jeweils Kühlmittel zugeführt. Jede der Wicklungen U, V, W umfasst ferner ein internes Anschlussstück 20, welches die jeweilige Wicklung U, V, W in zwei Teilwicklungen U01, U02; V01, V02; W01, W02 unterteilt. Jede Teilwicklung umfasst genau eine Spule, die auf jeweils einem Zahn 16 des Rotors 14 angeordnet ist. Die Anschlussstücke 20 sind im vorliegenden Fall T-Stücke, die jeweils einen Kühlmittelauslass bereitstellen. In the illustrated embodiment, each coolant is supplied to the waveguide ends of the individual windings U, V, W and at the neutral point 0. Each of the windings U, V, W further comprises an internal connection piece 20 , which the respective winding U, V, W in two partial windings U01, U02; V01, V02; W01, W02 divided. Each partial winding comprises exactly one coil, each on one tooth 16 of the rotor 14 is arranged. The fittings 20 are in the present case tees, each providing a coolant outlet.

Die in 1 dargestellte Synchronmaschine umfasst ferner ein Kühlsystem mit einer Kühlmittelpumpe 17 und einem Wärmetauscher 18. Die Pumpe 17 pumpt Kühlmittel durch verschiedene Kühlmittelleitungen 19 zu den phasenseitigen Enden der Wicklungen U, V, W, sowie zum Sternpunkt 0, wo das Kühlmittel in die Wicklungen U, V, W eintritt. Das Kühlmittel fließt dann jeweils durch die einzelnen Teilwicklungen U01, ... W02 und über die Anschlussstücke 20 in Richtung des Wärmetauschers 8, wo es abgekühlt wird und zurück zur Pumpe 17 fließt. In the 1 The synchronous machine shown further comprises a cooling system with a coolant pump 17 and a heat exchanger 18 , The pump 17 pumps coolant through various coolant lines 19 to the phase-side ends of the windings U, V, W, as well as to the neutral point 0, where the coolant enters the windings U, V, W. The coolant then flows in each case through the individual partial windings U01,... W02 and via the connecting pieces 20 in the direction of the heat exchanger 8th where it is cooled and back to the pump 17 flows.

Der elektrische und hydraulische Schaltplan der Synchronmaschine von 1 ist in 2 schematisch dargestellt. Die Pfeile 11 bezeichnen dabei einen Kühlmitteleingang und die Pfeile 12 einen Kühlmittelausgang. Die Kühlmittelanschlüsse der einzelnen Anschlussstücke 20 sind jeweils mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. The electrical and hydraulic circuit diagram of the synchronous machine of 1 is in 2 shown schematically. The arrows 11 denote a coolant inlet and the arrows 12 a coolant outlet. The coolant connections of the individual fittings 20 are each denoted by the reference numeral 5 designated.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel dienen sämtliche Kühlmittelanschlüsse 5 als Kühlmittelausgänge 12. Bei einer mehrphasigen elektrischen Maschine mit mehreren Phasenwicklungen (z. B. U, V, W) können die einzelnen Wicklungen U, V, W aber prinzipiell in beliebiger Richtung von Kühlmittel durchströmt werden. Es steht dem Fachmann frei, die Anordnung der einzelnen Hohlleiterspulen und die Strömungsrichtung so zu wählen, dass eine möglichst gute Kühlung erreicht wird. In the illustrated embodiment, all coolant connections serve 5 as coolant outlets 12 , In the case of a multi-phase electric machine with a plurality of phase windings (eg U, V, W), the individual windings U, V, W can in principle be flowed through in any direction by coolant. It is up to the skilled person to choose the arrangement of the individual waveguide coils and the flow direction so that the best possible cooling is achieved.

3 zeigt eine schematische Ansicht einer Dreieckschaltung, bei der die einzelnen Wicklungen gegenläufig durchströmt werden. „Gegenläufig“ bedeutet in diesem Fall, dass die mit einer bestimmten elektrischen Phase (z. B. L1) verbundenen Wicklungsenden (z. B. U1, W2) in entgegengesetzter Richtung von Kühlmittel durchströmt werden. Im dargestellten Beispiel ist das Hohlleiterende U1 ein Kühlmittelausgang 12 und das Hohlleiterende W2 ein Kühlmitteleingang 11. Auch an den anderen Phasenanschlüssen L2 und L3 ist die Strömungsrichtung, wie erkennbar, gegenläufig. 3 shows a schematic view of a delta connection, in which the individual windings are flowed through in opposite directions. "Counteracting" in this case means that the coil ends (eg U1, W2) connected to a specific electrical phase (eg L1) are flowed through in the opposite direction by coolant. In the example shown, the waveguide end U1 is a coolant outlet 12 and the waveguide end W2 a coolant inlet 11 , Also at the other phase terminals L2 and L3, the flow direction, as can be seen, in opposite directions.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Anschlussstücks 6 für sämtliche Hohlleiterenden (U1, ..., W2) der einzelnen Wicklungen U, V, W. Das Anschlussstück 6 hat einen gemeinsamen Kühlmitteleingang 8 und einen gemeinsamen Kühlmittelausgang 9. Das am Kühlmitteleingang 8 zugeführte Kühlmittel wird über einen Verteiler zu den einzelnen Hohlleiterenden U2, V2, W2 geleitet, wo es in die jeweilige Wicklung U, V, W eintritt. Das am gegenüberliegenden Ende V1, W1, U1 austretende Kühlmittel wird in einem Sammelkanal gesammelt und dem gemeinsamen Ausgang 9 des Anschlussstücks 6 zugeführt. In 4 ist das Einströmen von Kühlmittel durch Pfeile dargestellt, die vom jeweiligen Hohlleiterende U1, ..., W2 nach außen gerichtet sind, und das Ausströmen von Kühlmittel ist durch Pfeile dargestellt, die auf das jeweilige Hohlleiterende U1, ..., W2 zeigen. 4 shows a schematic representation of a connector 6 for all waveguide ends (U1, ..., W2) of the individual windings U, V, W. The connecting piece 6 has a common coolant inlet 8th and a common coolant outlet 9 , The at the coolant inlet 8th supplied coolant is passed via a distributor to the individual waveguide ends U2, V2, W2, where it enters the respective winding U, V, W. The coolant exiting at the opposite end V1, W1, U1 is collected in a collecting channel and the common outlet 9 of the connector 6 fed. In 4 the inflow of coolant is represented by arrows pointing outwards from the respective waveguide end U1, ..., W2, and the outflow of coolant is indicated by arrows pointing to the respective waveguide end U1, ..., W2.

Die 5 und 6 zeigen eine Dreieckschaltung bzw. ein Anschlussstück 6, bei der bzw. dem die Strömungsrichtung im Wesentlichen gleichläufig ist. „Gleichläufig“ bedeutet in diesem Fall, dass an wenigstens zwei der drei Phasenanschlüsse L1, L2, L3 das Kühlmittel jeweils nur ausströmt oder nur einströmt. Die Strömungsrichtung ist wiederum durch Pfeile dargestellt. The 5 and 6 show a delta connection or a connection piece 6 in which the flow direction is substantially the same. "Parallel" in this case means that at least two of the three phase connections L1, L2, L3, the coolant only flows out or only flows in each case. The flow direction is again shown by arrows.

7 zeigt eine schematische Darstellung einer Parallelwicklung aus zwei parallelen Dreieckschaltungen, bei der die Wicklungen U, V, W einer ersten Dreieckschaltung und die entsprechenden Wicklungen U‘, V‘, W’ einer zweiten Dreieckschaltung elektrisch parallel geschaltet sind. Wie an den dargestellten Pfeilen zu erkennen ist, wird die erste Dreieckschaltung A gegenläufig und die zweite Dreieckschaltung B ebenfalls gegenläufig von Kühlmittel durchströmt. Darüber hinaus ist die Flussrichtung in einer Wicklung U, V, W der ersten Dreieckschaltung A immer gegensinnig zur Flussrichtung in der parallelen Wicklung U‘, V‘, W‘ der zweiten Dreieckschaltung A i 7 shows a schematic representation of a parallel winding of two parallel delta circuits, in which the windings U, V, W of a first delta connection and the corresponding windings U ', V', W 'of a second delta connection are electrically connected in parallel. As can be seen from the illustrated arrows, the first delta circuit A is in opposite directions and the second delta circuit B also flows in opposite directions of coolant. Moreover, the direction of flow in a winding U, V, W of the first delta connection A is always opposite to the direction of flow in the parallel winding U ', V', W 'of the second delta connection A i

Ein zugehöriges Anschlussstück 6 ist in 8 dargestellt. An associated connector 6 is in 8th shown.

9 zeigt eine Parallelwicklung ähnlich wie 7, bei der die einzelnen Dreiecksschaltungen allerdings gleichläufig durchströmt werden. Die Strömungsrichtung der ersten Dreieckschaltung A ist jedoch gegensinnig zur Strömungsrichtung der zweiten Dreieckschaltung B. An jedem Phasenpunkt der Dreieckschaltungen A, B fließt somit Kühlmittel in zwei Hohlleiterenden hinein und aus zwei Hohlleiterenden heraus. Das zugehörige Anschlussstück 6 ist in 10 dargestellt. 9 shows a parallel winding similar to 7 , in which, however, the individual triangular circuits are flowed through in the same direction. However, the flow direction of the first delta connection A is opposite to the flow direction of the second delta connection B. Thus, at each phase point of the delta circuits A, B, coolant flows into two waveguide ends and out of two waveguide ends. The associated connection piece 6 is in 10 shown.

11 zeigt eine Parallelwicklung, ähnlich wie 9, bei der die beiden Dreieckschaltungen A, B jeweils gleichläufig durchströmt werden. Die Strömungsrichtung durch die einzelnen Wicklungen U, V, W der ersten Dreieckschaltung A ist gleichsinnig zur Strömungsrichtung durch die jeweils parallelen Wicklungen U‘, V‘, W‘ der zweiten Dreieckschaltung B. 11 shows a parallel winding, similar to 9 , in which the two delta circuits A, B are respectively flowed through in the same direction. The direction of flow through the individual windings U, V, W of the first delta connection A is in the same direction as the direction of flow through the respective parallel windings U ', V', W 'of the second delta connection B.

Das zugehörige Anschlussstück ist in 12 dargestellt. The associated connector is in 12 shown.

13 zeigt eine Parallelwicklung aus zwei elektrisch parallel geschalteten Dreieckschaltungen, bei der jede der Wicklungen U, U‘ ..., W, W‘ einen internen Kühlmittelanschluss 5 in Form eines T-Stücks 20 aufweist, wodurch die Wicklungen U...W, U‘...W‘ in jeweils zwei Teilwicklungen U01, U02...W01, W02 unterteilt werden. Bei der links dargestellten Dreieckschaltung wird an den phasenseitigen Hohlleiterenden U1, U2...W1, W2 jeweils Kühlmittel zugeführt und an den Kühlmittelanschlüssen 5 bzw. Ut1, Ut2...Wt1, Wt2 der Anschlussstücke 20 abgeführt. Bei der rechts dargestellten Dreieckschaltung ist es genau umgekehrt. 13 shows a parallel winding of two parallel-connected delta circuits, in which each of the windings U, U '..., W, W' an internal coolant connection 5 in the form of a tee 20 , whereby the windings U ... W, U '... W' in each case two partial windings U01, U02 ... W01, W02 are divided. In the delta connection shown on the left, in each case coolant is supplied to the phase-side waveguide ends U1, U2... W1, W2 and to the coolant connections 5 or Ut1, Ut2 ... Wt1, Wt2 of the fittings 20 dissipated. In the case of the delta connection shown on the right, it is exactly the opposite.

13 zeigt war Anschlussstücke 20 in Form von T-Stücken. Diese sind aber nicht unbedingt erforderlich, denn die aneinander angrenzenden Enden zweier seriell aufeinanderfolgender Teilwicklungen U01, U02...W01, W02 können z. B. auch direkt an ein gemeinsames Anschlussstück 6 angeschlossen werden. 13 shows was fittings 20 in the form of tees. However, these are not absolutely necessary, because the adjacent ends of two series successive partial windings U01, U02 ... W01, W02 can, for. B. also directly to a common connector 6 be connected.

14 zeigt eine schematische Darstellung eines zugehörigen Anschlussstücks 6 für die einzelnen Kühlmittelanschlüsse 7. Im vorliegenden Fall sind sämtliche Hohlleiterenden U1, U2...W1, W2, Ut1, Ut2...Wt1, Wt2 der Schaltung am Anschlussstück 6 angeschlossen. Wahlweise könnten aber auch weniger Anschlüsse 7 vorgesehen sein. Die Hohlleiterenden U1, U2...W1 könnten z. B. an einem ersten Anschlussstück 6 und die Hohlleiterenden Ut1, Ut2...Wt1, Wt2 z. B. an einem zweiten Anschlussstück 6 angeschlossen sein. 14 shows a schematic representation of an associated connector 6 for the individual coolant connections 7 , In the present case, all the waveguide ends U1, U2 ... W1, W2, Ut1, Ut2 ... Wt1, Wt2 of the circuit at the connector 6 connected. Optionally, but could also fewer connections 7 be provided. The waveguide ends U1, U2 ... W1 could z. B. at a first connector 6 and the waveguide ends Ut1, Ut2 ... Wt1, Wt2 z. B. on a second connector 6 be connected.

In den 15 bis 24 sind verschiedene hydraulische Strömungs-Schemata für eine Sternschaltung gezeigt. Die 15 bis 18 beziehen sich dabei auf eine einfache Wicklung und die 19 bis 24 auf eine Parallelwicklung. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist jeweils durch Pfeile angezeigt und ist selbsterklärend. In the 15 to 24 Several hydraulic flow schemes are shown for a star connection. The 15 to 18 refer to a simple winding and the 19 to 24 on a parallel winding. The flow direction of the coolant is indicated by arrows and is self-explanatory.

25 zeigt eine schematische Ansicht eines Stators 14 einer elektrischen Maschine 10, an dessen Außenumfang eine Anzahl von Zähnen 16 vorgesehen ist. Zur besseren Übersichtlichkeit ist hier nur das Wickelschema einer der Wicklungungen (hier U) dargestellt. Die Wicklung U umfasst hier insgesamt acht Spulen S1–S4, die jeweils auf einem der Zähne 16 angeordnet sind. Vier der Spulen S1–S4 gehören zu einer ersten Teilwicklung U01, und weitere vier Spulen zu einer zweiten Teilwicklung U02. Die beiden Teilwicklungen U01, U02 sind elektrisch in Serie geschaltet und bilden eine Wicklung U. 25 shows a schematic view of a stator 14 an electric machine 10 , on whose outer circumference a number of teeth 16 is provided. For clarity, only the winding diagram of one of the windings (here U) is shown here. The winding U here comprises a total of eight coils S1-S4, each on one of the teeth 16 are arranged. Four of the coils S1-S4 belong to a first partial winding U01, and a further four coils belong to a second partial winding U02. The two partial windings U01, U02 are electrically connected in series and form a winding U.

Die seriell verbundenen Spulen S1–S4 jeder Teilwicklung U01, U02 sind jeweils um 90° versetzt angeordnet. Das Ende U01₁ der Wicklung U ist an der Phase L1, und das andere Ende U02₂ am Sternpunkt 0 angeschlossen. Darüber hinaus sind die einzelnen Spulen S1–S4 der beiden Teilwicklungen U01, U02 so angeordnet, dass das Kühlmittel in entgegen gesetzter Richtung durch die Teilwicklungen U01, U02 fließt. The serially connected coils S1-S4 of each partial winding U01, U02 are each offset by 90 °. The end U01 _{1 of} the winding U is connected to the phase L1, and the other end U02 ₂ at the neutral point 0. In addition, the individual coils S1- S4 of the two partial windings U01, U02 arranged so that the coolant flows in the opposite direction through the partial windings U01, U02.

Bezüglich der ersten Teilwicklung U01 wird am Hohlleiterende U01₁ Kühlmittel zugeführt und am Hohlleiterende U01₂ Kühlmittel abgeführt. Bezüglich der zweiten Teilwicklung U02 wird am Hohlleiterende U02₁ Kühlmittel zugeführt und am Hohlleiterende U02₂ Kühlmittel abgeführt. Die einzelnen Spulen S1–S4 der beiden Teilwicklungen U01, U02 sind so am Umfang des Stators 14 angeordnet, dass das Kühlmittel in entgegen gesetzter Richtung durch die Teilwicklungen U01, U02 fließt. With respect to the first partial winding U01 ₁ coolant is supplied at the waveguide end U01 and ₂ discharged coolant at the waveguide end U01. With respect to the second partial winding U02 ₁ coolant is supplied at the waveguide end U02 and ₂ discharged coolant at the waveguide end U02. The individual coils S1-S4 of the two partial windings U01, U02 are thus on the circumference of the stator 14 arranged that the coolant flows in the opposite direction through the partial windings U01, U02.

Darüber hinaus ist eine Spule (z. B. S1), die näher am Kühlmitteleingang 11 der zugehörigen Teilwicklung (U01) liegt, unmittelbar benachbart zu einer Spule (z. B. S4) der anderen Teilwicklung (U2) angeordnet, die weiter vom Kühlmitteleingang 11 der zweiten Teilwicklung (U02) entfernt ist. Dadurch wird eine thermisch kühlere Spule (S1) neben einer thermisch heißeren Spule (S4) angeordnet, so dass am Stator 14 keine thermischen Hotspots entstehen. In addition, a coil (such as S1), which is closer to the coolant inlet 11 the associated part winding (U01) is located immediately adjacent to a coil (eg S4) of the other part winding (U2), which is further from the coolant inlet 11 the second partial winding (U02) is removed. As a result, a thermally cooler coil (S1) is arranged next to a thermally hot coil (S4), so that the stator 14 no thermal hotspots arise.

In der rechts dargestellten vergrößerten Ansicht zweier Zähne 16 ist darüber hinaus zu erkennen, dass der Wicklungssinn bei benachbarten Zähnen 16 vorzugsweise gegensinnig ist, so dass ein Nordpol N und ein Südpol S entstehen. In the enlarged view of two teeth shown on the right 16 In addition, it can be seen that the winding sense in adjacent teeth 16 is preferably in opposite directions, so that a north pole N and a south pole S arise.

26 zeigt eine schematische Seitenansicht auf einen Hohldraht 3, wie er zur Herstellung einer Wicklung U, V, W verwendet werden kann. Der Hohldraht 3 hat einen Mantel 4 mit einem inneren Hohlraum 25, der einen in Längsrichtung durchgehenden Fluidkanal bildet. 26 shows a schematic side view of a hollow wire 3 as it can be used to make a winding U, V, W. The hollow wire 3 has a coat 4 with an internal cavity 25 which forms a longitudinally continuous fluid channel.

In 27 ist zu sehen, dass sowohl der Mantel 4 als auch der Hohlraum 25 einen runden Querschnitt haben. Die Querschnittsform von Mantel 4 und Hohlraum 25 könnte sich aber auch unterscheiden, z. B. rund und eckig oder oval und eckig, etc.. In 27 you can see that both the coat 4 as well as the cavity 25 have a round cross-section. The cross-sectional shape of mantle 4 and cavity 25 could also be different, z. Round and square or oval and angular, etc ..

28 zeigt schließlich noch einen elektrischen und hydraulischen Schaltplan der Wicklung U von 25. Die Wicklung U hat einen internen Kühlmittelanschluss 5, der die Wicklung in zwei Teilwicklungen U01, U02 mit jeweils vier Spulen S1–S4 unterteilt. Durch parallele Striche 21 ist jeweils angedeutet, welche der Spulen S1–S4 der einzelnen Teilwicklungen U01, U02 benachbart angeordnet sind. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels ist wiederum durch Pfeile 11, 12 angezeigt, wobei 11 einen Kühlmittelausgang und 12 einen Kühlmitteleingang bezeichnet. Die Flussrichtung könnte aber auch anders gewählt werden. Der Kühlmittelanschluss 5 stellt hier sowohl einen Kühlmitteleingang 11 als auch einen Kühlmittelausgang 12 bereit und ist Teil eines Anschlussstücks 6 (gemeinsames Anschlussstück mit Verteiler und Sammelkanal) oder 20 (T-Stück). Alternativ könnte der Kühlmitteleingang 11 und der Kühlmittelausgang 12 natürlich auch an separaten Anschlussstücken vorgesehen sein. 28 finally shows an electrical and hydraulic circuit diagram of the winding U of 25 , The winding U has an internal coolant connection 5 which subdivides the winding into two partial windings U01, U02, each with four coils S1-S4. By parallel lines 21 is in each case indicated which of the coils S1-S4 of the individual partial windings U01, U02 are arranged adjacent. The flow direction of the coolant is again indicated by arrows 11 . 12 displayed, where 11 a coolant outlet and 12 denotes a coolant inlet. The flow direction could also be chosen differently. The coolant connection 5 here provides both a coolant inlet 11 as well as a coolant outlet 12 ready and is part of a connector 6 (common connection piece with distributor and collecting duct) or 20 (T-piece). Alternatively, the coolant inlet could 11 and the coolant outlet 12 Of course, be provided on separate fittings.

Dem Fachmann ist klar, dass er durch eine Variation verschiedener Parameter, wie z. B. der Anzahl der Kühlmittelanschlüsse 5, der Teilwicklungen U01, U02, der Anzahl der einzelnen Spulen S1–S4 pro Teilwicklung U01, U02, der Strömungsrichtung des Kühlmittels oder der physischen Anordnung der einzelnen Spulen S1–S4 am Elektromotor-Bauteil 14 verschiedenste weitere Ausführungsformen erzeugen kann, die ebenfalls das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung verwirklichen. Die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen stellen nur eine begrenzte Anzahl von Beispielen möglicher Ausführungsformen dar. The skilled person is clear that he by a variation of various parameters, such as. B. the number of coolant connections 5 , the partial windings U01, U02, the number of individual coils S1-S4 per partial winding U01, U02, the flow direction of the coolant or the physical arrangement of the individual coils S1-S4 on the electric motor component 14 can produce a variety of other embodiments, which also realize the basic principle of the present invention. The embodiments shown in the figures represent only a limited number of examples of possible embodiments.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014201305 A1 [0003]
DE 102013205418 A1 [0003]

Claims

Electric motor component ( 14 ) having at least one winding (U, V, W) for generating a magnetic field, the at least one waveguide ( 3 ) comprising a jacket ( 4 ) and an internal cavity ( 5 ), through which a coolant can be conducted, wherein the winding (U, V, W) has two ends (U1, U2, ..., W1, W2), at which an electrical operating voltage (L1, L2, L3, 0 ), characterized in that - the ends (U1, U2, ..., W1, W2) of the winding (U, V, W) each serve as a coolant inlet or coolant outlet and that - between the ends (U1, U2, ..., W1, W2) of the winding (U, V, W) no or at least one internal coolant connection ( 5 ) is provided for supplying and / or discharging coolant.

Electric motor component ( 14 ) according to claim 1, characterized in that the winding (U, V, W) a maximum of four, three or two internal coolant connections ( 5 ) having.

Electric motor component ( 14 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the winding (U, V, W) no internal coolant connection ( 5 ) having.

Electric motor component ( 14 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the winding (U, V, W) a plurality of coils (S1-S4) and one or more internal coolant connections ( 5 ) arranged such that the winding (U, V, W) is divided into a plurality of partial windings (U01, ..., W02) each comprising at least one coil (S1-S4).

Electric motor component ( 14 ) according to claim 4, characterized in that at least one of the partial windings (U01, ..., W02) comprises a plurality of coils (S1-S4).

Electric motor component ( 14 ) according to claim 4 or 5, characterized in that the individual partial windings (U01, ..., W02) are each a component of various coolant circuits, which are flowed through in the same direction or in the opposite direction of coolant.

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the internal coolant connection ( 5 ) provides a fluid input or a fluid outlet, or both a fluid inlet and a fluid outlet.

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the winding (U, V, W) comprises a plurality of coils (S1-S4).

Electric motor component ( 14 ) according to claim 8, characterized in that the coils (S1-S4) are toothed coils (Z1-Z4) or coils of a distributed winding.

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide ( 3 ) Is designed as a hollow wire.

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguide ( 3 ) has an outer diameter of less than 10 mm, in particular about 1 mm to 3.5 mm

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting piece ( 20 ) is provided, the connections for serially adjacent waveguide ( 3 ) of two partial windings (U01, U02 ... W01, W02) and a coolant connection ( 5 ), but no distribution channel and no collecting channel for a plurality of parallel-connected coils.

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting piece ( 6 ; 20 ), which has several connections ( 7 ) for connecting waveguide ends (U01 ₂ , U02 ₁ , ..., W01 ₂ , W02 ₁ ) and one or more coolant connections ( 5 ; 8th . 9 ).

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting piece ( 6 ) is provided, to which the adjoining waveguide ends of series successive part windings are directly connected, wherein the connecting piece ( 6 ) a common coolant inlet ( 8th ) and a common coolant outlet ( 9 ), a distribution channel through which the coolant into the individual waveguide ( 3 ), and a collecting channel into which the hollow conductors ( 3 ) escaping coolant flows in and to the coolant outlet ( 9 ) of the connector ( 6 ).

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the winding (U, V, W) of a phase is designed as a parallel winding of at least two windings connected in parallel in parallel.

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the ends (U1, U2, ..., W1, W2) of all Windings on a single, common connector ( 6 ) are connected.

Electric motor component ( 14 ) according to claim 5, characterized in that in an embodiment with a plurality of partial windings (U01, ..., W02), each comprising a plurality of coils (S1-S4), the individual coils (S1-S4) of a first partial winding (U01, ..., W02) in the opposite direction to the coils (S1-S4) of a second partial winding (U01, ..., W02) on the component ( 14 ) are arranged.

Electric motor component ( 14 ) According to claim 5, characterized in that the series-connected coils (S1-S4) of a winding element (U01, ..., W02) each have a ranking that corresponds to the position of the respective coil (S1-S4) in the series circuit, and in that a coil (S1) of a first partial winding (U01, ..., W02), which is closer in its ranking to a coolant inlet ( 11 ) of the first partial winding (U01,..., W02), and a coil (S4) of a second partial winding (U01,..., W02) which, with respect to their order of priority, are separated from a cooling component inlet ( 11 ) of the second part of the winding (U01, ..., W02) is further away, on the electric motor component ( 14 ) are arranged adjacent to each other.

Electric motor component ( 14 ) according to claim 17, characterized in that said coils (S1-S4) on adjacent teeth ( 13 ) of the electric motor component ( 14 ) are arranged.

Electric motor component ( 14 ) According to claim 16 or 17, characterized in that a coil (S1-S4) of a first partial winding (U01, ..., W02), which (on a coolant inlet with respect to their ranking in the next 11 ) of the first part-winding (U01, ..., W02), and a coil (S4) of a second part-winding (U01, ..., W02), which are arranged in order from a cooling part inlet (U01, ... 11 ) of its part winding (U01, ..., W02) is located furthest away, on the electric motor component ( 14 ) are arranged adjacent to each other.

Electric motor component ( 14 ) According to one of the preceding claims, characterized in that the at least one coil (U, V, W) (at the ends (U1, U2, ..., W1, W2), a coolant connecting piece 6 ) is provided,

Electric motor component ( 14 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a coolant connection piece ( 6 ) is provided, to which several or all ends (U1, U2, ..., W1, W2) of one or more of the windings (U, V, W) are connected and which has a common coolant inlet ( 8th ) and a common coolant outlet ( 9 ).

Electric motor ( 10 ) with an electric motor component ( 14 ) according to any one of the preceding claims.

Electric motor ( 10 ) according to claim 22, characterized in that the electric motor component ( 14 ) a rotor or a stator ( 14 ).