-
Elektrische Maschine mit thermischer Ankopplung der Wickelköpfe an eine Statortragstruktur durch Keramikringe
-
Die vorliegende Erfindung geht aus von einer elektrischen Maschine,
- – wobei die elektrische Maschine einen Rotor und ein Statorpaket aufweist,
- – wobei der Rotor auf einer Rotorwelle angeordnet ist, die in Lagern gelagert ist, so dass der Rotor und die Rotorwelle um eine Rotationsachse rotierbar sind,
- – wobei die elektrische Maschine ein Wicklungssystem aufweist, das sich in Richtung der Rotationsachse gesehen von einem ersten Wickelkopf über einen Mittelabschnitt zu einem zweiten Wickelkopf erstreckt,
- – wobei der Mittelabschnitt des Wicklungssystems derjenige Abschnitt des Wicklungssystems ist, der im Statorpaket angeordnet ist,
- – wobei der erste Wickelkopf derjenige Abschnitt des Wicklungssystems ist, der in Richtung der Rotationsachse gesehen am einen axialen Ende des Statorpakets über das Statorpaket hinausragt, und der zweite Wickelkopf derjenige Abschnitt des Wicklungssystems ist, der in Richtung der Rotationsachse gesehen am anderen axialen Ende des Statorpakets über das Statorpaket hinausragt,
- – wobei das Statorpaket an seiner vom Rotor abgewandten Seite von einer Tragstruktur kontaktiert wird,
- – wobei die Tragstruktur in Richtung der Rotationsachse gesehen nicht nur das Statorpaket, sondern auch die Wickelköpfe überdeckt.
-
In elektrischen Maschinen entstehen im Betrieb üblicherweise sowohl im Stator als auch im Rotor Verluste. Die Statorverluste setzen sich in der Regel aus Wicklungsverlusten und Ummagnetisierungsverlusten zusammen. Die Wicklungsverluste entstehen in der Wicklung durch den ohmschen Widerstand der Wicklung. Die Ummagnetisierungsverluste entstehen durch die andauernden Ummagnetisierungen im Statorpaket. Im Rotor treten ebenfalls Ummagnetisierungsverluste im Blech des Rotors auf. Je nach Maschinentyp können weiterhin Wirbelstromverluste in Permanentmagneten oder Stromverluste in einem Rotorkäfig oder in einer Rotorwicklung auftreten.
-
In der Statorwicklung sind insbesondere die Verluste in den Wickelköpfen ein begrenzender Faktor, da die Wickelköpfe durch ihre schlechtere Anbindung an das Statorpaket schlechter gekühlt werden können als der Mittelteil der Wicklung, der in das Statorpaket eingebettet ist. Insbesondere in hochausgenutzten elektrischen Maschinen, wie sie in der Elektromobilität üblich sind, müssen diese Verluste möglichst effektiv und schnell abtransportiert und weggekühlt werden. Weiterhin muss im Wickelkopf eine elektrische Isolierung zwischen den verschiedenen Phasen und Lagen der Wicklung sichergestellt werden.
-
Im Stand der Technik wird das Statorpaket einschließlich der Statorwicklung oftmals mittels einer Wasserkühlung gekühlt. Zu diesem Zweck sind bei einem üblichen Innenläufer in einem das Statorpaket radial außen umgebenden Gehäuse Kühlkanäle eingebracht, die in einen Kühlkreislauf eingebunden sind. Die Wicklung wird üblicherweise mit Harz getränkt und/oder geträufelt. Das Tränkharz weist jedoch nur eine sehr geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Zur verbesserten thermischen Anbindung der Wickelköpfe werden die Wickelköpfe teilweise vergossen, um die Wärmeabfuhr zum Gehäusemantel und damit zum Flüssigkeitskühlkreislauf hin zu verbessern. Die zum Einsatz kommenden Vergussmaterialien (in der Regel Harze) weisen jedoch nur eine Wärmeleitfähigkeit von wenigen W/mK auf. Die Wickelköpfe stellen daher auch bei dieser Ausgestaltung die Hotspots in der elektrischen Maschine dar. Zur Trennung der Phasen und Lagen voneinander kommt in der Regel Isolationspapier zum Einsatz.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine verbesserte Kühlung insbesondere der Wickelköpfe erreicht werden kann.
-
Die Aufgabe wird durch eine elektrische Maschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12.
-
Erfindungsgemäß wird eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet,
- – dass im Bereich der Wickelköpfe jeweils eine aus einem keramischen Material bestehende Wärmeleiteinrichtung angeordnet ist,
- – dass die jeweilige Wärmeleiteinrichtung zumindest einen Basisring aufweist, der zwischen dem jeweiligen Wickelkopf und der Tragstruktur angeordnet ist, und
- – dass der jeweilige Basisring unter Druck sowohl an der Tragstruktur als auch am jeweiligen Wickelkopf anliegt.
-
Keramische Materialien können eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Es sind Werte von bis zu 300 W/mK möglich. Bereits dadurch wird die Wärmeabfuhr aus den Wickelköpfen verbessert. Ferner ist der Wärmeübergang umso besser, je stärker die Wärmeleiteinrichtungen an den jeweiligen Wickelkopf und die Tragstruktur angedrückt sind. Aufgrund des Umstands, dass der jeweilige Basisring unter Druck sowohl an der Tragstruktur als auch am jeweiligen Wickelkopf anliegt (also im Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Wickelkopf und der Tragstruktur eingeklemmt ist), wird also darüber hinaus zusätzlich der Wärmeübergang vom jeweiligen Wickelkopf in die jeweilige Wärmeleiteinrichtung und von dort in die Tragstruktur verbessert.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrischen Maschine sind die Basisringe in Segmente unterteilt, die tangential um die Rotationsachse herum gesehen jeweils nur einen Teil eines Vollkreises überdecken. Durch die Segmentierung ist es oftmals leichter, die einzelnen Segmente der Basisringe in den Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Wickelkopf und der Tragstruktur einzuführen. Bezüglich der Größe kann die Segmentierung nach Bedarf sein. Beispielsweise können die Segmente 180°, 120°, 90°, 72°, 60° oder 45° überdecken. Auch eine Aufteilung in noch mehr Segmente und damit einen noch kleineren Überdeckungswinkel pro Segment ist möglich. Weiterhin überdecken in der Regel alle Segmente um die Rotationsachse herum gesehen den gleichen Winkel. In Einzelfällen kann es aber auch sinnvoll sein, wenn nicht alle Segmente den gleichen Winkel überdecken.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die Wärmeleiteinrichtungen jeweils einen Zusatzring auf, der auf der dem Rotor zugewandten Seite der Wickelköpfe angeordnet ist und radial unter Druck am jeweiligen Wickelkopf anliegt. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere der wirksame Druck auf die Basisringe maximiert werden. Ferner kann die Fläche, über welche die jeweilige Wärmeleiteinrichtung am jeweiligen Wickelkopf anliegt, vergrößert werden.
-
Analog zu den Basisringen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrischen Maschine auch die Zusatzringe in Segmente unterteilt, die tangential um die Rotationsachse herum gesehen jeweils nur einen Teil eines Vollkreises überdecken. Durch die Segmentierung ist es oftmals leichter, die einzelnen Segmente der Zusatzringe in den Zwischenraum zwischen dem jeweiligen Wickelkopf und dem Rotor bzw. der Rotorwelle einzuführen. Bezüglich der Größe kann die Segmentierung nach Bedarf sein. Die obigen Ausführungen zur Aufteilung der Basisringe sind analog anwendbar.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weisen die Wärmeleiteinrichtungen jeweils einen Zwischenring auf, der sich, ausgehend vom jeweiligen Basisring, auf den Rotor zu erstreckt, so dass der Basisring und der Zwischenring der jeweiligen Wärmeleiteinrichtung eine L-Form aufweisen, und der Zwischenring in Richtung der Rotationsachse gesehen am jeweiligen Wickelkopf anliegt. Durch diese Ausgestaltung kann die Fläche, über welche die jeweilige Wärmeleiteinrichtung am jeweiligen Wickelkopf anliegt, vergrößert werden.
-
Im Falle des Vorhandenseins auch der Zusatzringe können insbesondere der jeweilige Zusatzring und der jeweilige Basisring über den jeweiligen Zwischenring miteinander verbunden sein. Dadurch können – zumindest in manchen Ausgestaltungen – die drei einzelnen Ringe der jeweiligen Wärmeleiteinrichtung – der jeweilige Basisring, der jeweilige Zusatzring und der jeweilige Zwischenring – als Einheit montiert werden.
-
Analog zu den Basisringen und den Zusatzringen sind in einer bevorzugten Ausgestaltung der elektrischen Maschine auch die Zwischenringe in Segmente unterteilt, die tangential um die Rotationsachse herum gesehen jeweils nur einen Teil eines Vollkreises überdecken. Durch die Segmentierung ist es oftmals leichter, die einzelnen Segmente der Zwischenringe zu montieren. Bezüglich der Größe kann die Segmentierung nach Bedarf sein. Die obigen Ausführungen zur Aufteilung der Basisringe und der Zusatzringe sind analog anwendbar.
-
Die Segmentierung der einzelnen Ringe der jeweiligen Wärmeleiteinrichtung ist prinzipiell unabhängig voneinander wählbar. In der Regel wird jedoch die gleiche Segmentierung gewählt. Insbesondere im Falle des Vorhandenseins sowohl der Basisringe als auch der Zwischenringe als auch der Zusatzringe weisen die einzelnen Segmente in diesem Fall eine U-Form auf.
-
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind in die Wickelköpfe Keramikstücke eingeführt. Dadurch kann der Wärmetransport aus dem Inneren des jeweiligen Wickelkopfes zur jeweiligen Wärmeleiteinrichtung verbessert werden. Insbesondere kann ein Teil der Keramikstücke mit der jeweiligen Wärmeleiteinrichtung mechanisch verbunden sein. Dadurch kann der Wärmetransport vom jeweiligen Wickelkopf nicht nur zur, sondern sogar in die jeweilige Wärmeleiteinrichtung optimiert werden.
-
Die Keramik, aus der die Wärmeleiteinrichtungen bestehen, kann nach Bedarf bestimmt sein. Insbesondere kann die Keramik, aus der die Wärmeleiteinrichtungen bestehen, eine Glaskeramik, ein Aluminiumnitrid und/oder ein Aluminiumoxid sein.
-
Vorzugsweise sind die Wickelköpfe zusammen mit ihrer jeweiligen Wärmeleiteinrichtung mit einer Vergussmasse vergossen. Dadurch können der Wärmetransport innerhalb der Wickelköpfe und die thermische Ankopplung der Wickelköpfe an die Wärmeleiteinrichtungen verbessert werden.
-
Vorzugsweise sind in der Tragstruktur oder zwischen der Tragstruktur und dem Statorpaket Fluidkanäle angeordnet, in denen sich ein flüssiges Kühlmittel für die elektrische Maschine befindet. Durch diese Ausgestaltung kann die Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse verbessert werden.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
-
1 einen Längsschnitt durch eine elektrische Maschine,
-
2 einen Ausschnitt des Längsschnitts von 1,
-
3 einen Querschnitt durch die elektrische Maschine von 1 längst einer Linie III-III in 1,
-
4 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch eine elektrische Maschine,
-
5 einen Querschnitt durch die elektrische Maschine von 1 längst einer Linie V-V in 4,
-
6 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch eine elektrische Maschine,
-
7 einen Querschnitt durch die elektrische Maschine von 5 längst einer Linie VII-VII in 6 und
-
8 einen Ausschnitt eines Längsschnitts durch eine elektrische Maschine.
-
Gemäß 1 weist eine allgemein mit dem Bezugszeichen 1 versehene elektrische Maschine ein Statorpaket 2 und einen Rotor 3 auf. Der Rotor 3 ist auf einer Rotorwelle 4 angeordnet, die ihrerseits in Lager 5 gelagert ist. Der Rotor 3 und die Rotorwelle 4 sind dadurch um eine Rotationsachse 6 rotierbar. Das Statorpaket 2 umgibt den Rotor 3 radial außen. Die elektrische Maschine 1 ist somit als Innenläufer ausgebildet. Die elektrische Maschine 1 könnte jedoch auch als Außenläufermotors gebildet sein. In diesem Fall ist das Statorpaket 2 radial innerhalb des Rotors 3 angeordnet.
-
Soweit vorstehend und auch nachstehend die Begriffe axial, radial und tangential verwendet werden, sind sie stets auf die Rotationsachse 6 bezogen. Axial ist eine Richtung parallel zur Rotationsachse 6. Radial ist eine Richtung orthogonal zur Rotationsachse 6 auf die Rotationsachse 6 zu oder von ihr weg. Tangential ist eine Richtung, die sowohl zur Axialrichtung als auch zur Radialrichtung orthogonal verläuft. Tangential bedeutet also eine Richtung, die bei konstanter Axialposition und in konstantem radialem Abstand von der Rotationsachse 6 kreisförmig um die Rotationsachse 6 herum gerichtet ist.
-
Die elektrische Maschine 1 weist ein Wicklungssystem auf. Das Wicklungssystem besteht aus in sich zusammenhängenden Wicklungen. Es erstreckt sich – siehe ergänzend 2 – in Axialrichtung von einem ersten Wickelkopf 7 über einen Mittelabschnitt 8 zu einem zweiten Wickelkopf 9. Der Mittelabschnitt 8 des Wicklungssystems ist derjenige Abschnitt des Wicklungssystems, der im Statorpaket 2 angeordnet ist. Der erste Wickelkopf 7 ist derjenige Abschnitt des Wicklungssystems, der in Axialrichtung gesehen am einen axialen Ende des Statorpakets 2 über das Statorpaket 2 hinausragt. In analoger Weise ist der zweite Wickelkopf 9 derjenige Abschnitt des Wicklungssystems, der in Axialrichtung gesehen am anderen axialen Ende des Statorpakets 2 über das Statorpaket 2 hinausragt.
-
Das Statorpaket 2 wird gemäß den 1 und 2 an seiner vom Rotor 3 abgewandten Seite von einer Tragstruktur 10 kontaktiert. Im Falle eines Außenläufers wird somit das Statorpaket 2 radial außen von der Tragstruktur 10 umgeben. Im Falle eines Innenläufers ist die Tragstruktur 10 radial innerhalb des Statorpakets 2 angeordnet. Die Tragstruktur 10 überdeckt in Axialrichtung gesehen nicht nur das Statorpaket 2, sondern auch die Wickelköpfe 7, 9. Vorzugsweise ist die elektrische Maschine 1 weiterhin als flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschine ausgebildet. In diesem Fall sind entsprechend der Darstellung in 2 in der Tragstruktur 10 Fluidkanäle 11 angeordnet, in denen sich ein flüssiges Kühlmittel für die elektrische Maschine 1 befindet. Das flüssige Kühlmittel kann insbesondere Wasser sein. Alternativ zur Anordnung in der Tragstruktur 10 können die Fluidkanäle 11 zwischen der Tragstruktur 10 und dem Statorpaket 2 angeordnet sein.
-
Gemäß den 1 bis 3 ist im Bereich des ersten Wickelkopfes 7 eine Wärmeleiteinrichtung 12 angeordnet. Die Wärmeleiteinrichtung 12 besteht aus einem keramischen Material. Das keramische Material ist insbesondere derart gewählt, dass es elektrisch isolierend und magnetisch neutral ist und weiterhin eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist. Beispielsweise kann das keramische Material eine Wärmeleitfähigkeit zwischen 20 und 300 W/mK (Watt pro Meter und Kelvin) aufweisen. Beispiele von Materialien, welche diese Eigenschaften erfüllen, sind Glaskeramiken, Aluminiumnitride und Aluminiumoxide. Auch Mischungen dieser Materialien sind möglich.
-
2 zeigt eine Minimalausgestaltung der Wärmeleiteinrichtung 12. Gemäß 2 weist die Wärmeleiteinrichtung 12 einen Basisring 13 auf. Der Basisring 13 ist zwischen dem ersten Wickelkopf 7 und der Tragstruktur 10 angeordnet. Der Basisring 13 ist zwischen der Tragstruktur 10 und dem ersten Wickelkopf 7 geklemmt. Er liegt daher unter Druck sowohl an der Tragstruktur 10 als auch am ersten Wickelkopf 7 an. Der Druck ist in 2 durch Pfeile 14 symbolisiert.
-
Der Basisring 13 ist vorzugsweise entsprechend der Darstellung in 3 in Segmente 15 unterteilt. Die Segmente 15 überdecken in Tangentialrichtung jeweils nur einen Teil eines Vollkreises. Die Darstellung in 3, in der die Segmente 15 jeweils einen Winkel α von 45° überdecken, ist jedoch nur rein beispielhaft. Es sind auch andere Winkel möglich.
-
4 zeigt in Verbindung mit 5 eine vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Maschine 1. Im Rahmen dieser Ausgestaltung weist die Wärmeleiteinrichtung 12 zusätzlich zum Basisring 13 einen Zusatzring 16 auf. Der Zusatzring 16 ist im Falle eines Innenläufers radial innerhalb des ersten Wickelkopfes 7 angeordnet. Im Falle eines Außenläufers ist der Zusatzring 16 radial außerhalb des ersten Wicklungskopfes 7 angeordnet. Allgemein gesprochen ist der Zusatzring 16 auf der dem Rotor 3 zugewandten Seite des ersten Wickelkopfes 7 angeordnet der Zusatzring 16 liegt unter Druck am ersten Wickelkopf 7 an. Dies ist in 4 durch Pfeile 17 symbolisiert.
-
Der Zusatzring 16 ist vorzugsweise entsprechend der Darstellung in 5 ebenfalls in Segmente 18 unterteilt. Die Segmente 18 überdecken in Tangentialrichtung ebenfalls jeweils nur einen Teil eines Vollkreises. Die Darstellung in 5, in der die Segmente 15 jeweils einen Winkel β von 45° überdecken, ist jedoch nur rein beispielhaft. Es sind auch andere Winkel möglich. In der Regel ist der Winkel β für die Segmente 18 des Zusatzrings 16 mit dem Winkel α für die Segmente 15 des Basisrings 13 identisch. Zwingend ist dies jedoch nicht stets erforderlich.
-
Die 6 und 7 zeigen eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der elektrischen Maschine 1. Im Rahmen der Ausgestaltung gemäß den 6 und 7 weist die Wärmeleiteinrichtung 12 zusätzlich zum Basisring 13 einen Zwischenring 19 auf. Der Zwischenring 19 erstreckt sich, ausgehend vom Basisring 13, auf den Rotor 3 zu. Der Basisring 13 und der Zwischenring 19 weisen somit eine L-Form auf. In Axialrichtung gesehen liegt der Zwischenring 19 am ersten Wickelkopf 7 an. Vorzugsweise liegt der Zwischenring 19 unter Druck am ersten Wickelkopf 7 an. Dies ist in 5 durch Pfeile 20 symbolisiert.
-
Es ist möglich, dass der Zwischenring 19 entsprechend der Darstellung in 6 ebenfalls in Segmente 21 unterteilt ist. Die Segmente 21 überdecken in diesem Fall in Tangentialrichtung ebenfalls jeweils nur einen Teil eines Vollkreises. Die Darstellung in 7, in der die Segmente 15 jeweils einen Winkel γ von 180° überdecken, ist jedoch nur rein beispielhaft. Es sind auch andere Winkel möglich. Insbesondere kann der Winkel γ für die Segmente 21 des Zwischenrings 19 von dem Winkel α für die Segmente 15 des Basisrings 13 verschieden sein. Es kann sich aber auch um den gleichen Winkel handeln.
-
8 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung, welche die Ausgestaltung der 4 und 5 einerseits sowie 6 und 7 andererseits miteinander kombiniert. Bei der Ausgestaltung gemäß 8 sind also zusätzlich zum Basisring 13 sowohl der Zusatzring 16 als auch der Zwischenring 19 vorhanden. In diesem Fall sind der Zusatzring 16 und der Basisring 13 vorzugsweise über den Zwischenring 19 miteinander verbunden. Es ist möglich, dass der Zwischenring 19 trotz einer Unterteilung des Basisrings 13 und/oder des Zusatzrings 16 in Segmente 15, 18 ungeteilt ist. Alternativ kann, wie obenstehend erläutert, auch der Zwischenring 19 in Segmente 21 unterteilt sein. Es kann von Vorteil sein, wenn die Unterteilung in die Segmente 15, 18, 21 für den Basisring 13, den Zusatzring 16 und den Zwischenring 19 einheitlich ist. In diesem Fall kann die Wärmeleiteinrichtung 12 aus mehreren U-förmigen Stücken zusammengesetzt sein, welche aus jeweils einem Segment 15 des Basisrings 13, einem Segment 18 des Zusatzrings 16 und einem Segment 21 des Zwischenrings 19 bestehen.
-
2, 4, 6 und 8 zeigen auch eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der elektrischen Maschine 1. Im Rahmen dieser Ausgestaltung sind in den ersten Wickelkopf 7 Keramikstücke 22 bis 24 eingeführt. Die Keramikstücke 22 bis 24 können aus demselben Material bestehen wie die Wärmeleiteinrichtung 12. Es ist möglich, dass die Keramikstücke 22 bis 24 unabhängig von der Wärmeleiteinrichtung 12 in den ersten Wickelkopf 7 eingeführt sind. Bereits dies bewirkt den Vorteil, dass innerhalb des ersten Wickelkopfes 7 ein schneller Wärmetransport zur Wärmeleiteinrichtung 12 hin erfolgt. Vorzugsweise ist entsprechend der Darstellung in den 2, 4, 6 und 8 jedoch ein Teil der Keramikstücke 22 bis 24 mit der Wärmeleiteinrichtung 12 mechanisch verbunden. Dadurch wird der Wärmetransport in die Wärmeleiteinrichtung 12 hinein verbessert. Mittels der Keramikstücke 22 bis 24 können weiterhin auch die Phasen und Lagen des Wicklungssystems gegeneinander isoliert werden.
-
Zur optimalen thermischen Ankopplung des ersten Wickelkopfes 7 an die Wärmeleiteinrichtung 12 ist weiterhin der erste Wickelkopf 7 vorzugsweise zusammen mit der Wärmeleiteinrichtung 12 mit einer Vergussmasse 25 vergossen. Geeignete Vergussmassen 25 sind Fachleuten allgemein bekannt.
-
Die vorliegende Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit dem ersten Wickelkopf 7 erläutert. Die Ausgestaltung am zweiten Wickelkopf 9 ist analog. Insbesondere ist auch beim zweiten Wickelkopf 9 eine Wärmeleiteinrichtung 12' vorhanden. Die Ausgestaltung der Wärmeleiteinrichtung 12' ist völlig analog zur Ausgestaltung der Wärmeleiteinrichtung 12. Weiterhin können auch in den zweiten Wickelkopf 9 Keramikstücke eingeführt sein.
-
Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
Eine elektrische Maschine 1 weist einen Rotor 3 und ein Statorpaket 2 auf. Der Rotor 3 ist auf einer Rotorwelle 4 angeordnet, die in Lagern 5 gelagert ist, so dass der Rotor 3 und die Rotorwelle 4 um eine Rotationsachse 6 rotierbar sind. Die elektrische Maschine 1 weist ein Wicklungssystem auf, das sich in Axialrichtung von einem ersten Wickelkopf 7 über einen Mittelabschnitt 8 zu einem zweiten Wickelkopf 9 erstreckt. Der Mittelabschnitt 8 ist derjenige Abschnitt des Wicklungssystems, der im Statorpaket 2 angeordnet ist. Die Wickelköpfe 7, 9 sind diejenigen Abschnitte, die in Axialrichtung an den Enden des Statorpakets 2 über das Statorpaket 2 hinausragen. Das Statorpaket 2 ist an seiner vom Rotor 3 abgewandten Seite von einer Tragstruktur 10 kontaktiert. Die Tragstruktur 10 überdeckt in Axialrichtung nicht nur den Statorpaket 2, sondern auch die Wickelköpfe 7, 9. Im Bereich der Wickelköpfe 7, 9 ist jeweils eine aus einem keramischen Material bestehende Wärmeleiteinrichtung 12, 12' angeordnet, die zumindest einen Basisring 13 aufweist, der zwischen dem jeweiligen Wickelkopf 7, 9 und der Tragstruktur 10 angeordnet ist und unter Druck sowohl an der Tragstruktur 10 als auch am jeweiligen Wickelkopf 7, 9 anliegt.
-
Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann durch die Wärmeleiteinrichtungen 12, 12' eine erheblich bessere thermische Anbindung der Wickelköpfe 7, 9 an die Tragstruktur 10 erfolgen. Temperaturunterschiede zwischen dem Mittelabschnitt 8 des Wicklungssystems und den Wickelköpfen 7, 9 des Wicklungssystems können vermieden bzw. zumindest reduziert werden. Die Stromtragfähigkeit des Wicklungssystems insgesamt und damit die erreichbare Dauerleistung der elektrischen Maschine 1 können, soweit die Stromtragfähigkeit durch die Möglichkeit der Wärmeabfuhr aus den Wicklungsköpfen 7, 9 begrenzt wird, erhöht werden. Da die Wärmeleiteinrichtungen 12, 12' elektrisch nicht leitend sind, entstehen in den Wärmeleiteinrichtungen 12, 12' keine Wirbelströme, so dass das elektromagnetische Verhalten der elektrischen Maschine 1 durch die Wärmeleiteinrichtungen 12, 12' nicht beeinflusst wird.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
