Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische Maschine. Ein weiterer Anspruch ist auf eine elektrische Maschine gerichtet.The invention relates to a rotor for an electric machine. Another claim is directed to an electric machine.
Moderne Fahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge, werden von Elektromotoranordnungen angetrieben, die jeweils eine elektrische Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und eine Leistungselektronik zum Bereitstellen von Phasenströmen für die elektrische Maschine umfassen. Bedingt durch die physikalischen Eigenschaften der elektrischen Maschine und der Leistungselektronik entstehen beim Betrieb der Elektromotoranordnung Verlustleistungen in der elektrischen Maschine und in der Leistungselektronik, die in Form von Abwärme zur Temperaturerhöhung in der Elektromotoranordnung führen. Eine hohe Eigentemperatur der Elektromotoranordnung kann zu einem Leistungsverlust der elektrischen Maschine und in extremen Fällen sogar zu einem Ausfall der Leistungselektronik führen. Um dies zu vermeiden, muss die Abwärme während des Betriebs der Elektromotoranordnung abgeführt werden, bevor diese Schäden in der Elektromotorordnung anrichten kann.Modern vehicles, in particular electric vehicles, are driven by electric motor arrangements, each comprising an electric machine for driving the vehicle and power electronics for providing phase currents for the electric machine. Due to the physical properties of the electric machine and the power electronics, during operation of the electric motor arrangement, power losses occur in the electrical machine and in the power electronics, which lead to an increase in temperature in the electric motor arrangement in the form of waste heat. A high inherent temperature of the electric motor assembly can lead to a loss of power of the electric machine and in extreme cases even to a failure of the power electronics. To avoid this, the waste heat must be dissipated during operation of the electric motor assembly before it can cause damage in the electric motor assembly.
Es ist bekannt, ein Gehäuse für die Steuer- und Leistungselektronik an einen Elektromotor anzubauen und das gesamte Aggregat unter ausschließlicher Nutzung eines motoreigenen Lüfters zu kühlen. Dabei erfolgt der Anbau des Gehäuses an den Elektromotor entweder radial oder axial hinter dem Elektromotor.It is known to grow a housing for the control and power electronics to an electric motor and to cool the entire unit with the exclusive use of a motor-own fan. The attachment of the housing to the electric motor takes place either radially or axially behind the electric motor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine effiziente Kühlung der elektrischen Maschine und der Leistungselektronik bereitzustellen.The invention has for its object to provide an efficient cooling of the electrical machine and the power electronics.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the following description and the figures.
Die Erfindung stellt Ausführungen für eine Elektromotoranordnung bereit, welche eine elektrische Maschine und eine Leistungs-, Ansteuer- und Regelelektronik (Im Folgenden zum Teil unter dem Begriff „Inverter“ zusammengefasst) umfasst. Die elektrische Maschine kann in einem Gehäuse aufgenommen sein. An das Gehäuse kann ein Invertergehäuse für die Leistungs-, Ansteuer- und Regelelektronik angebaut sein. Das Invertergehäuse kann alternativ auch in das Gehäuse der elektrischen Maschine integriert sein, insbesondere in einen Lagerschild des Gehäuses der elektrischen Maschine. Die Elektromotoranordnung umfasst ein motoreigenes Lüftersystem, mittels welchem eine wirksame und effiziente Kühlung des Gesamtaggregats in platzsparender Weise erfolgen kann, was sich insbesondere positiv auf die Lebensdauer der elektrischen Maschine und der elektronischen Bauelemente auswirkt.The invention provides embodiments for an electric motor arrangement which comprises an electrical machine and a power, control and regulating electronics (hereinafter partially summarized under the term "inverter"). The electric machine can be accommodated in a housing. An inverter housing for the power, control and control electronics can be fitted to the housing. Alternatively, the inverter housing can also be integrated in the housing of the electrical machine, in particular in a bearing plate of the housing of the electrical machine. The electric motor assembly comprises a motor-own fan system, by means of which an effective and efficient cooling of the entire unit can be done in a space-saving manner, which in particular has a positive effect on the life of the electric machine and the electronic components.
Insbesondere wird ein Rotor für eine elektrische Maschine mit einem Inverter vorgeschlagen, wobei der Rotor einen rotoreigenen Axiallüfter und zumindest einen Radiallüfter im saugenden Betrieb aufweist, wodurch eine Luftkühlung der elektrischen Maschine mit ihrem Inverter in einem Kreislauf ermöglicht wird. Der Rotor unterstützt dabei einen Kühlluftdurchsatz mit dem rotoreigenen Axiallüfter.In particular, a rotor for an electric machine with an inverter is proposed, wherein the rotor has a rotary axial fan and at least one radial fan in the sucking operation, whereby an air cooling of the electric machine is made possible with its inverter in a circuit. The rotor supports a cooling air flow rate with the rotary axial fan.
Sofern es sich bei der elektrischen Maschine um einen Asynchronmotor handelt, wird vorgeschlagen, den rotoreigenen Axiallüfter mit einer Förderspirale basierend auf dem Prinzip der archimedischen Schraube bereitzustellen.If the electric machine is an asynchronous motor, it is proposed to provide the rotor's own axial fan with a delivery spiral based on the principle of the Archimedean screw.
Sofern es sich bei der elektrischen Maschine um einen Asynchronmotor handelt, wird vorgeschlagen, den rotoreigenen Axiallüfter mit einer Lüfterkopf-Ausbildung basierend auf dem Prinzip des Dorade-Lüfters bereitzustellen.If the electric machine is an asynchronous motor, it is proposed to provide the rotor's own axial fan with a fan head design based on the principle of the Dorade fan.
Die im Folgenden beschriebene erfindungsgemäßen Rotoren und elektrischen Maschinen ermöglichen insbesondere eine wirksame Luftkühlung für einen Kompaktantrieb, d.h. mit einem in den Gehäuseaufbau der elektrischen Maschine integrierten Inverter. Dabei wird eine hohe Kühlleistung bei hohem Kühlluftdurchsatz auf der Seite des Inverters ermöglicht. Gleichzeitig kann der Platzbedarf für den Gehäuseanbau minimiert werden.In particular, the rotors and electric machines according to the invention described below enable efficient air cooling for a compact drive, i. with an inverter integrated in the housing structure of the electric machine. In this case, a high cooling capacity at a high cooling air flow rate on the side of the inverter is made possible. At the same time, the space required for enclosure mounting can be minimized.
Ausführungsvarianten ergeben sich insbesondere durch die Ausgestaltung des Rotors mit einem Axiallüfter und einem Radiallüfter. Weiterhin kann der Rotor mit einem Axiallüfter und mit einem zweiflutigen Radiallüfter im saugenden Betrieb bereitgestellt sein. Vorteilhafterweise erfolgt ein aktiver Kühlluftdurchsatz, um den Rotor und die Rotorwelle zu kühlen, was explizit die Lebensdauer von (Wälz-)Lagern der Rotorwelle erhöht.Embodiments result in particular by the design of the rotor with an axial fan and a radial fan. Furthermore, the rotor can be provided with an axial fan and with a double-flow radial fan in the sucking operation. Advantageously, there is an active cooling air flow rate to cool the rotor and the rotor shaft, which explicitly increases the life of (rolling) bearings of the rotor shaft.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Rotor für eine elektrische Maschine bereitgestellt. Der Rotor umfasst ein Rotorblechpaket und eine Rotorwelle, auf welcher das Rotorblechpaket drehfest gelagert ist, wobei das Rotorblechpaket wenigstens einen Axiallüfter mit einem Lufteintritt auf einer ersten Stirnseite des Rotorblechpakets und mit einem Luftaustritt auf einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets ausbildet. Der Axiallüfter umfasst wenigstens einen Kühlkanal im Inneren des Rotorblechpakets, welcher den Lufteintritt mit dem Luftaustritt verbindet. Weiterhin weist das Rotorblechpaket auf der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets einen Radiallüfter auf. Der wenigstens eine Axiallüfter und der wenigstens eine Radiallüfter können dabei von dem Rotorblechpaket angetrieben werden, d.h. wenn sich das Rotorblechpaket dreht, drehen sich auch der wenigstens eine Axiallüfter und der wenigstens eine Radiallüfter.According to a first aspect of the invention, a rotor for an electric machine is provided. The rotor comprises a rotor core and a rotor shaft on which the rotor core is rotatably mounted, wherein the rotor core forms at least one axial fan with an air inlet on a first end side of the rotor core and with an air outlet on a second end face of the rotor core. The axial fan comprises at least one cooling channel in the interior of the rotor laminated core, which connects the air inlet with the air outlet. Furthermore, the rotor laminated core on the first end face of the rotor core has a radial fan. The at least one axial fan and the at least one radial fan can thereby of the Rotor laminated core are driven, ie when the rotor core rotates, also rotate the at least one axial fan and the at least one radial fan.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine elektrische Maschine für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die elektrische Maschine umfasst einen Rotor und einen Stator, welcher den Rotor in radialer Richtung umgibt. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine einen Inverter, welcher auf einer ersten Stirnseite der elektrischen Maschine in axialer Richtung neben dem Rotor angeordnet ist, und ein Gehäuse, welches den Rotor, den Stator und den Inverter aufnimmt. Ferner weist das Gehäuse einen Lagerschild auf, der zwischen dem Rotor und dem Stator einerseits und dem Inverter andererseits angeordnet ist.According to a second aspect of the invention, there is provided an electric machine for a vehicle. The electric machine comprises a rotor and a stator, which surrounds the rotor in the radial direction. Furthermore, the electric machine comprises an inverter, which is arranged on a first end side of the electric machine in the axial direction next to the rotor, and a housing which accommodates the rotor, the stator and the inverter. Furthermore, the housing has a bearing plate, which is arranged between the rotor and the stator on the one hand and the inverter on the other.
Das Rotorblechpaket bildet wenigstens einen Axiallüfter mit einem Lufteintritt auf einer ersten Stirnseite des Rotorblechpakets und mit einem Luftaustritt auf einer zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets aus, wobei der Axiallüfter wenigstens einen Kühlkanal im Inneren des Rotorblechpakets umfasst, welcher den Lufteintritt mit dem Luftaustritt verbindet. Das Rotorblechpaket weist auf wenigstens einer seiner zwei Stirnseiten einen Radiallüfter auf, und das Gehäuse weist wenigstens eine Lufteintrittsöffnung zur Zufuhr von Kühlluft in die elektrische Maschine und eine Luftaustrittsöffnung zur Abfuhr von erwärmter Kühllauft aus der elektrischen Maschine auf. Der wenigstens eine Axiallüfter und der wenigstens eine Radiallüfter können dabei von dem Rotorblechpaket angetrieben werden, d.h. wenn sich das Rotorblechpaket dreht, drehen sich auch der wenigstens eine Axiallüfter und der wenigstens eine Radiallüfter.The rotor laminated core forms at least one axial fan with an air inlet on a first end face of the rotor core and with an air outlet on a second end face of the rotor core, wherein the axial fan comprises at least one cooling channel in the interior of the rotor core, which connects the air inlet with the air outlet. The rotor laminated core has a radial fan on at least one of its two end faces, and the housing has at least one air inlet opening for supplying cooling air into the electric machine and an air outlet opening for removing heated cooling air from the electric machine. The at least one axial fan and the at least one radial fan can thereby be driven by the rotor laminated core, i. When the rotor core rotates, the at least one axial fan and the at least one radial fan also rotate.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, welches eine elektrische Maschine gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst. Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug handeln, z.B. ein Automobil, ein Bus oder ein Lastkraftwagen.According to a third aspect of the invention, there is provided a vehicle comprising an electric machine according to the second aspect of the invention. The vehicle may in particular be a motor vehicle, e.g. an automobile, a bus or a truck.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors für eine Synchronmaschine,
- 2 eine perspektivische Ansicht des Rotors nach 1,
- 3 eine Querschnittsdarstellung des Rotors nach 1,
- 4 eine schematische, stark vereinfachte Querschnittsansicht einer oberen Hälfte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rotors,
- 5 ein Endblech mit integrierten Radial-Lüfterradschaufeln und Axial-Lüfterköpfen für den Rotor nach 1,
- 6 eine stark vereinfachte Querschnittsdarstellung einer Synchronmaschine mit einem Rotor nach 1,
- 7 eine Querschnittsdarstellung einer Asynchronmaschine mit einem Axiallüfter und mit zwei Radiallüftern in saugendem Betrieb,
- 8 eine stark vereinfachte Querschnittsdarstellung der Asynchronmaschine nach 7,
- 9 ein Rotorblechpaket für die Asynchronmaschinen nach 7, wobei ein Axiallüfter und zwei Radiallüfter in das Rotorblechpaket integriert sind,
- 10 eine Draufsicht auf ein Blech eines Rotorblechpakets für einen Rotor der Asynchronmaschinen nach 7,
- 11 ein Schema eines Kühlkreislaufs mit parallel geschalteten Ventilatoren,
- 12 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem Axiallüfter und mit einem Radiallüfter sowie mit einem Ansaugmund im saugenden Betrieb,
- 13 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem Axiallüfter und mit einem zweiflutigen Radiallüfter sowie beidseitig mit einem Ansaugmund im saugenden Betrieb,
- 14 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem Axiallüfter und mit zwei Radiallüftern sowie mit beidseitig einem Ansaugmund im saugenden Betrieb und
- 15 eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine mit einem Axiallüfter und mit zwei Radiallüftern sowie mit einem Ansaugmund im saugenden Betrieb.
In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the schematic drawing, wherein the same or similar elements are provided with the same reference numerals. Hereby shows: - 1 an exploded perspective view of an embodiment of a rotor according to the invention for a synchronous machine,
- 2 a perspective view of the rotor 1 .
- 3 a cross-sectional view of the rotor after 1 .
- 4 a schematic, highly simplified cross-sectional view of an upper half of an embodiment of a rotor according to the invention,
- 5 an end plate with integrated radial fan blades and axial fan heads for the rotor 1 .
- 6 a highly simplified cross-sectional view of a synchronous machine with a rotor after 1 .
- 7 a cross-sectional view of an asynchronous machine with an axial fan and with two radial fans in suction operation,
- 8th a greatly simplified cross-sectional view of the asynchronous after 7 .
- 9 a rotor core for the asynchronous after 7 wherein an axial fan and two radial fans are integrated into the rotor laminated core,
- 10 a plan view of a sheet of a rotor core for a rotor of the asynchronous after 7 .
- 11 a diagram of a cooling circuit with parallel fans,
- 12 1 is a schematic cross-sectional view of an embodiment of an electric machine according to the invention with an axial fan and with a radial fan and with a suction mouth in the sucking operation,
- 13 2 shows a schematic cross-sectional representation of a further exemplary embodiment of an electric machine according to the invention with an axial fan and with a double-flow radial fan as well as with a suction mouth in the sucking operation on both sides,
- 14 a schematic cross-sectional view of another embodiment of an electric machine according to the invention with an axial fan and two centrifugal fans and with a suction on both sides in the suction operation and
- 15 a schematic cross-sectional view of another embodiment of an electric machine according to the invention with an axial fan and with two radial fans and with a suction in the sucking operation.
1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotors mit einem Rotorblechpaket 1, welches drehfest auf einer Rotorwelle 2 gelagert ist. Das Rotorblechpaket 1 umfasst ein erstes stirnseitiges Endblech 3 mit wenigstens einem ersten Lüfterkopf 4, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit neun ersten Lüfterköpfen 4, die identisch sein können und - wie durch 1 bis 3 gezeigt - auf einem gedachten Kreisring angeordnet und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein können. 1 to 3 show a first embodiment of a rotor according to the invention with a rotor core 1 , which rotatably on a rotor shaft 2 is stored. The rotor core 1 includes a first end face plate 3 with at least a first fan head 4 in the embodiment shown with nine first fan heads 4 . which can be identical and - as by 1 to 3 shown - may be arranged on an imaginary circular ring and spaced from each other in the circumferential direction.
Weiterhin umfasst das Rotorblechpaket 1 ein zweites stirnseitiges Endblech 5 mit wenigstens einem zweiten Lüfterkopf 6, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel mit neun zweiten Lüfterköpfen 6, die identisch sein können und - wie durch 1 bis 3 gezeigt - auf einem gedachten Kreisring angeordnet und in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sein können. Bei dem ersten Endblech 3 bei dem zweiten Endblech 5 kann es sich insbesondere um Gleichteile handeln, welche spiegelsymmetrisch, d.h. um 180° gedreht, zueinander angeordnet sind.Furthermore, the rotor laminated core comprises 1 a second end-side end plate 5 with at least a second fan head 6 , in the embodiment shown with nine second fan heads 6, which may be identical and - as by 1 to 3 shown - may be arranged on an imaginary circular ring and spaced from each other in the circumferential direction. At the first end plate 3 at the second end plate 5 they may in particular be identical parts, which are mirror-symmetrical, ie rotated by 180 °, arranged relative to each other.
Weiterhin umfasst das Rotorblechpaket 1 mehrere Innenbleche 7, welche zwischen dem ersten stirnseitigen Endblech 3 und dem zweiten stirnseitigen Endblech 5 angeordnet sind. Die Innenbleche 7 sind dabei untereinander drehfest miteinander verbunden und die Endbleche 3 und 5 sind mit den Innenblechen 7 drehfest verbunden. Auf diese Weise kann eine Drehbewegung und ein Drehmoment von der Rotorwelle 2 auf das Rotorblechpaket 1 mit seinen Endblechen 3 und 5 sowie mit seinen Innenblechen 7 übertragen werden.Furthermore, the rotor laminated core comprises 1 several inner plates 7 , which between the first end-side end plate 3 and the second end-side end plate 5 are arranged. The inner plates 7 are connected to each other against rotation with each other and the end plates 3 and 5 are with the inner plates 7 rotatably connected. In this way, a rotational movement and a torque from the rotor shaft 2 on the rotor core 1 with its end sheets 3 and 5 as well as with its inner plates 7 be transmitted.
Die Innenbleche 7 bilden wenigstens einen Kühlkanal 8 aus, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt neun Kühlkanäle (passend zu der Anzahl erster Lüfterköpfe 4 und zweiter Lüfterköpfe 6). Jeweils einer der insgesamt neun Kühlkanäle 8 verbindet jeweils einen der insgesamt neun ersten Lüfterköpfe 4 mit jeweils einem der insgesamt neun zweiten Lüfterköpfe 6.The inner plates 7 form at least one cooling channel 8th from, in the embodiment shown a total of nine cooling channels (matching the number of first fan heads 4 and second fan heads 6). Each one of the nine cooling channels 8th each connects one of the nine first fan heads 4 each with one of the nine second fan heads 6 ,
Die ersten Lüfterköpfe 4 und die zweiten Lüfterköpfe 6 sind derart achssymmetrisch zueinander angeordnet, dass jeweils eine von insgesamt neun ersten Öffnungen 9 der ersten Lüfterköpfe 4 in einer Rotationsrichtung R des Rotorblechpakets 3 geöffnet ist, und dass jeweils eine von insgesamt neun zweiten Öffnungen 10 der zweiten Lüfterköpfe 6 entgegen der Rotationsrichtung R des Rotorblechpakets 1 geöffnet ist.The first fan heads 4 and the second fan heads 6 are arranged so axially symmetrical to each other, that in each case one of a total of nine first openings 9 the first fan heads 4 in a direction of rotation R of the rotor lamination stack 3 is open, and that each one of a total of nine second openings 10 the second fan heads 6 opposite to the direction of rotation R of the rotor core 1 is opened.
Wenn das Rotorblechpaket 1 rotiert, erzeugen die ersten Lüfterköpfe 4 einen Staudruck, durch welchen ein Kühlmedium, z.B. Luft oder ein Aerosol, über die ersten Lüfterköpfe 4 in jeweils einen der Kühlkanäle 8 gefördert wird, und die zweiten Lüfterköpfe 6 erzeugen einen Sog, durch welchen das Kühlmedium über die zweiten Lüfterköpfe 6 aus dem jeweiligen Kühlkanal 8 heraus gefördert wird. Ein möglicher Weg des Kühlmediums durch das Rotorblechpaket 1 ist in 3 durch zwei Strichpunkt-Linien 11 und 12 mit Endpfeil verdeutlicht. Wie insbesondere aus 1 und 3 ersichtlich, weist das Rotorblechpaket weiterhin Magnettaschen 13 zur Aufnahme von Permanentmagneten (nicht gezeigt) auf.If the rotor core 1 rotates, the first fan heads 4 generate a dynamic pressure, through which a cooling medium, such as air or an aerosol, on the first fan heads 4 in each case one of the cooling channels 8th is promoted, and the second fan heads 6 create a suction through which the cooling medium via the second fan heads 6 from the respective cooling channel 8th being promoted out. A possible way of the cooling medium through the rotor laminated core 1 is in 3 by two semicolon lines 11 and 12 illustrated with end arrow. As in particular from 1 and 3 can be seen, the rotor core further has magnetic pockets 13 for receiving permanent magnets (not shown).
Das Rotorblechpaket 1 umfasst ferner auf der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 einen ersten Radiallüfter 14 in Form eines Lüfterrads mit mehreren Schaufeln 14.1 und auf der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 einen zweiten Radiallüfter 15 in Form eines Lüfterrads mit mehreren Schaufeln 15.1.The rotor core 1 further comprises on the first end face of the rotor lamination stack 1 a first radial fan 14 in the form of a fan with several blades 14.1 and on the second end face of the rotor core 1 a second radial fan 15 in the form of a fan with several blades 15.1 ,
In 5 ist ein möglicher Strömungsverlauf von Kühlluft oder einem anderen Kühlmedium durch die Lüfterköpfe 6 des zweiten Endblechs 5 und durch die Schaufeln 15.1 des zweiten Radiallüfters 15 mit Strömungspfeilen 16 dargestellt. 3 zeigt ebenfalls einen möglichen Strömungsverlauf des Kühlmediums im Bereich der Lüfterköpfe 4 und 6 sowie der Radiallüfter 14 und 15 mit Strömungspfeilen 16.In 5 is a possible flow of cooling air or other cooling medium through the fan heads 6 of the second end plate 5 and through the blades 15.1 of the second radial fan 15 with flow arrows 16 shown. 3 also shows a possible flow of the cooling medium in the fan heads 4 and 6 as well as the radial fan 14 and 15 with flow arrows 16 ,
4 veranschaulicht die Funktion und Wirkungsweise eines Rotorblechpakets 1, welches in den Endblechen auf beiden Seiten des Rotorblechpakets 1 um 180° gedreht angeordnete Lüfterköpfe 4 und 6 aufweist, welche insbesondere trichterförmig ausgestaltet sein können. 4 illustrates the function and operation of a rotor core 1, which in the Endblechen on both sides of the rotor core 1 Fan heads rotated by 180 ° 4 and 6 has, which may be configured in particular funnel-shaped.
Bei einer Rotation des Rotorblechpakets 1 bilden sich durch die in den Endblechen ausgebildeten Lüfterköpfe 4 und 6 (siehe auch Wirkungsweise Dorade-Lüfter) lokal unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten und gemäß dem Gesetz von Bernoulli unterschiedliche statische und dynamische Drücke. Eine relative Richtung der an den Lüfterköpfen 4 und 6 vorbeiziehenden Kühlmedium-Strömung, z.B. ein Luftstrom oder ein Aerosol-Strom, ist in 4 durch mehrere parallel zueinander verlaufende Linien 17 verdeutlicht.During a rotation of the rotor core 1 Formed by the formed in the Endblechchen fan heads 4 and 6 (See also the mode of operation Dorade fans) locally different flow velocities and according to the law of Bernoulli different static and dynamic pressures. A relative direction of the fan heads 4 and 6 passing cooling medium flow, eg an air flow or an aerosol flow, is in 4 illustrated by a plurality of mutually parallel lines 17.
Die Lüfterköpfe 4, 6 in den Endblechen 3, 5 des Rotorblechpakets 1 besitzen dabei eine unterschiedliche Ausrichtung, insbesondere sind sie um 180° zueinander gedreht angeordnet. Auf der in 4 links dargestellten Seite hat der wenigstens eine erste Lüfterkopf 4 die Öffnung in Rotationsrichtung R, wohingegen der wenigstens eine zweite Lüfterkopf 6 die Öffnung auf der in 4 rechts dargestellten Seite entgegen der Rotationsrichtung R hat. The fan heads 4 . 6 in the end sheets 3 . 5 of the rotor core 1 in this case have a different orientation, in particular they are arranged rotated by 180 ° to each other. On the in 4 On the left side, the at least one first fan head 4 has the opening in the direction of rotation R, whereas the at least one second fan head 6 the opening on the in 4 right side opposite to the direction of rotation R has.
Auf der in 4 linken Seite, auf welcher der erste Lüfterkopf in Rotationsrichtung geöffnet ist, entsteht ein Staudruck 18 und das Kühlmedium wird in den wenigstens einen Kühlkanal 8 des Rotorblechpakets 1 gedrückt. Ein möglicher Weg des Kühlmediums durch den wenigstens einen Kühlkanal 8 des Rotorblechpakets 1 ist in 4 mit 3 aufeinanderfolgenden Pfeilen 19 und 20 verdeutlicht.On the in 4 left side, on which the first fan head is opened in the direction of rotation, creates a back pressure 18 and the cooling medium is in the at least one cooling channel 8th of the rotor core 1 pressed. A possible way of the cooling medium through the at least one cooling channel 8th of the rotor core 1 is in 4 with 3 consecutive arrows 19 and 20 clarified.
Auf der in 4 richten Seite, auf welcher der zweite Lüfterkopf 6 entgegen der Rotationsrichtung R geöffnet ist, entsteht eine Sogwirkung 21, welche das Kühlmedium aus dem Kühlkanal 8 des Rotorblechpakets 1 ansaugt. Durch die Druckwirkung 18 auf der einen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 und die Sogwirkung 21 auf der anderen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 entsteht zwischen beiden Lüfterköpfen 4, 6 entlang des wenigstens einen Kühlkanals 8 des Rotorblechpakets 1 ein Luftstrom (oder ein Kühlmedium-Strom) bzw. in einer entsprechenden elektrischen Maschine eine Luftzirkulation. Das Rotorblechpaket 1 gemäß den 1 bis 3 bzw. 4 ermöglicht auf diese Weise, einen aktiv durchzugsbelüfteten Rotor oder eine aktiv durchzugsbelüftete elektrische Maschine bereitzustellen.On the in 4 align page on which the second fan head 6 against the Rotation direction R is opened, creates a suction effect 21, which is the cooling medium from the cooling channel 8th of the rotor core 1 licks. By the pressure effect 18 on the one end of the rotor core 1 and the suction effect 21 on the other end of the rotor core 1 occurs between both fan heads 4 . 6 along the at least one cooling channel 8th of the rotor core 1 an air flow (or a cooling medium flow) or in a corresponding electrical machine air circulation. The rotor core 1 according to the 1 to 3 or 4 allows in this way to provide an active draft-ventilated rotor or an actively Durchzugsbelüftete electric machine.
Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 22 in Form eines Synchronmotors. Der Rotor 34 dieses Synchronmotors 22 kann so ausgestaltet sein, wie dies durch 1 bis 3 gezeigt ist. Fig . 6 shows an embodiment of an electrical machine according to the invention 22 in the form of a synchronous motor. The rotor 34 this synchronous motor 22 can be designed as through 1 to 3 is shown.
Die elektrische Maschine 22 umfasst einen Stator 29, welcher den Rotor 34 in radialer Richtung umgibt und einen Inverter 32, welcher auf einer ersten Stirnseite der elektrischen Maschine 22 in axialer Richtung L neben dem Rotor 34 angeordnet ist. Weiterhin umfasst die elektrische Maschine 22 ein Gehäuse 33, welches den Rotor 34, den Stator 29 und den Inverter 32 aufnimmt. Weiterhin weist das Gehäuse 33 einen Lagerschild 24 auf, welcher zwischen dem Rotor 34 und dem Stator 29 einerseits und dem Inverter 32 andererseits angeordnet ist.The electric machine 22 includes a stator 29 which surrounds the rotor 34 in the radial direction and an inverter 32 , which on a first end face of the electric machine 22 in the axial direction L next to the rotor 34 is arranged. Furthermore, the electric machine includes 22 a housing 33 , which the rotor 34, the stator 29 and the inverter 32 receives. Furthermore, the housing has 33 a bearing plate 24 on which between the rotor 34 and the stator 29 on the one hand and the inverter on the other 32 on the other hand is arranged.
Wenigstens eine Lufteintrittsöffnung 23 ist im Bereich des Lagerschilds 24 des Synchronmotors 22 angeordnet. Ferner verbindet wenigstens eine Verbindungsöffnung 25 innerhalb des Lagerschilds 24 die Lufteintrittsöffnung 23 mit der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1, sodass Kühlluft aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die Lufteintrittsöffnung 23 angesaugt und über die Verbindungsöffnung 25 Lüfterköpfen 4 eines Endblechs 3 des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden kann.At least one air inlet opening 23 is in the range of the bearing plate 24 of the synchronous motor 22 arranged. Furthermore, at least one connection opening connects 25 inside the bearing plate 24, the air inlet opening 23 with the first axial end side of the rotor laminated core 1 allowing cooling air from an external environment 26 the electric machine 22 sucked in via the air inlet opening 23 and via the connection opening 25 fan heads 4 an end sheet 3 of the rotor core 1 can be supplied.
Außerdem ist wenigstens eine erste Luftaustrittsöffnung 27 in axialer Richtung L auf der Höhe eines ersten Radiallüfters 14 angeordnet, welcher auf der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet ist. Bei drehendem Rotorblechpaket 1 wird Kühlluft aus der Verbindungsöffnung 25 in axialer Richtung L angesaugt, in radialer Richtung über einen ersten Wickelkopf 28 des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der ersten Luftaustrittsöffnung 27 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert.In addition, at least one first air outlet opening 27 in the axial direction L at the height of a first radial fan 14 arranged, which is arranged on the first axial end side of the rotor laminated core 1. With rotating rotor core 1 is cooling air from the connection opening 25 sucked in the axial direction L, in the radial direction via a first winding head 28 of the stator 29 directed to the cooling and then in the radial direction from the first air outlet opening 27 out in the area 26 the electric machine 22 promoted.
Mehrere axial verlaufende Kühlkanäle 8 (vgl. 1 bis 3 und 4) im Inneren des Rotorblechpakets 1 bilden jeweils einen Axiallüfter mit einem Lufteintritt auf der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 und mit einem Luftaustritt auf der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1, wobei der Kühlkanal 8 den Lufteintritt mit dem Luftaustritt verbindet.Several axially extending cooling channels 8th (see. 1 to 3 and 4 ) inside the rotor core 1 each form an axial fan with an air inlet on the first end face of the rotor core 1 and with an air outlet on the second end face of the rotor core 1 , where the cooling channel 8th connects the air inlet with the air outlet.
Ferner ist wenigstens eine zweite Luftaustrittsöffnung 30 des Gehäuses 33 in axialer Richtung L auf der Höhe eines zweiten Radiallüfters 15 angeordnet, welcher auf der zweiten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet ist, sodass Kühlluft aus dem Kühlkanal 8 in axialer Richtung L angesaugt, in radialer Richtung über einen zweiten Wickelkopf 31 des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der zweiten Luftaustrittsöffnung 30 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden kann. Ein möglicher Strömungsverlauf der Kühlluft ist mit Strömungspfeilen 35 verdeutlicht.Furthermore, at least one second air outlet opening 30 of the housing 33 is arranged in the axial direction L at the level of a second radial fan 15, which on the second axial end face of the rotor laminated core 1 is arranged so that cooling air from the cooling channel 8th sucked in the axial direction L, in the radial direction via a second winding head 31 of the stator 29 passed to the cooling and then in the radial direction from the second air outlet opening 30 out into the environment 26 of the electric machine 22 can be promoted. A possible flow profile of the cooling air is illustrated by flow arrows 35.
7 bis 10 zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 22 in Form eines Asynchronmotors . In diesem Falle kann ein Rotorblechpaket 1 eines Rotors 34 mehrere in einer Stapelrichtung gestapelte Bleche 36 (10) umfassen. 7 to 10 show an embodiment of an electrical machine according to the invention 22 in the form of an asynchronous motor. In this case, a rotor core 1 a rotor 34 a plurality of sheets stacked in a stacking direction 36 ( 10 ).
Das Rotorblechpaket 1 bildet einen Axiallüfter nach dem Prinzip der archimedischen Schraube aus. Dazu weisen die Bleche 36 jeweils wenigstens einen Durchbruch 37 auf, welcher die Stirnseiten des jeweiligen Blechs 36 miteinander verbindet ( 10) . Weiterhin sind die Durchbrüche 37 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 36 in einer Umfangsrichtung U der Bleche 36 derart versetzt zueinander angeordnet, dass insgesamt sieben durch das Rotorblechpaket 1 verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle 38 gebildet werden, welcher die erste Stirnseite mit der zweiten Stirnseite verbinden und welche den Axiallüfter des Rotorblechpakets 1 bilden.The rotor core 1 forms an axial fan according to the principle of the Archimedean screw. For this purpose, the sheets 36 in each case at least one breakthrough 37 on which the end faces of the respective sheet 36 connects with each other ( 10 ). Furthermore, the breakthroughs 37 of offset in the stacking direction L sheets 36 in a circumferential direction U of the sheets 36 arranged offset from one another such that a total of seven through the rotor core 1 running, screw-spindle-shaped cooling channels 38 are formed, which connect the first end face with the second end face and which the axial fan of the rotor core 1 form.
Die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle 38 sind dazu eingerichtet, bei sich drehendem Rotor 34 auf der ersten Stirnseite des Rotors 34 eine Sogseite und auf der zweiten Stirnseite des Rotors 34 eine Druckseite auszubilden, so dass ein Kühlmedium, insbesondere Kühlluft, auf der Sogseite angesaugt und durch die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle 38 gefördert wird.The helical-shaped cooling channels 38 are set to rotate with the rotor 34 on the first face of the rotor 34 a suction side and on the second end face of the rotor 34 form a pressure side, so that a cooling medium, in particular cooling air, sucked on the suction side and by the helical spindle-shaped cooling channels 38 is encouraged.
Mit anderen Worten können die Durchbrüche 37 von in der Stapelrichtung L versetzten Blechen 36 derart deckungsgleich übereinander gelegt und verdreht bzw. tordiert zueinander angeordnet sein, dass in der Gesamtheit die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle 38 gebildet werden, wobei das Design der Kühlkanäle 38 auf dem Prinzip der archimedischen Schraube beruht. Die beschriebene versetzte Anordnung kann insbesondere um einen Sprung 40 einer Wicklungsnut 39 oder um ein Vielfaches eines Nutsprungs 40 erfolgen. Zwischen den Kühlkanälen 38 bilden die Bleche 36 jeweils eine Speiche 41 bzw. eine Schaufel aus.In other words, the breakthroughs 37 of offset in the stacking direction L sheets 36 so congruent superimposed and twisted or twisted to be arranged to each other, that in the entirety the helical spindle-shaped cooling channels 38 are formed, wherein the design of the cooling channels 38 based on the principle of Archimedes screw. In particular, the staggered arrangement described may be a jump 40 of a winding groove 39 or by a multiple of a Nutsprungs 40 done. Between the cooling channels 38 the plates 36 each form a spoke 41 or a shovel.
Sofern das Rotorblechpaket 1 im Betrieb der elektrischen Maschine 22 mit einer ausreichenden Drehzahl rotiert, drehen sich auch die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle 38 innerhalb des Rotorblechpakets 1, sodass das Kühlmedium nach dem Prinzip einer Schneckenpumpe durch die Kühlkanäle 38 gefördert werden können.If the rotor laminated core 1 during operation of the electric machine 22 rotated at a sufficient speed, also rotate the helical spindle-shaped cooling channels 38 within the rotor core 1, so that the cooling medium on the principle of a screw pump through the cooling channels 38 can be promoted.
Die äußere Kontur der Kühlkanäle 38 wird durch die Form bzw. die Kontur der Durchbrüche 37 in den einzelnen Blechen 36 bestimmt. Auf eine mögliche Fördermenge kann hierbei insbesondere über die Drehzahl des Rotorblechpakets 1, den Innen- und Außendurchmesser und die Steigung der Kühlkanäle 38 Einfluss genommen werden. Der schraubenspindelförmige Verlauf der Kühlkanäle 38 stellt eine besonders große Wärmeübertragungsfläche bereit, wodurch eine verbesserte Wärmeabfuhr bzw. Kühlung ermöglicht wird.The outer contour of the cooling channels 38 is determined by the shape or contour of the breakthroughs 37 in the individual sheets 36 certainly. On a possible flow rate can in this case in particular on the speed of the rotor core 1 , the inner and outer diameter and the pitch of the cooling channels 38 Be influenced. The helical shape of the cooling channels 38 Provides a particularly large heat transfer surface, whereby an improved heat dissipation or cooling is possible.
Unabhängig von der Art der elektrischen Maschine 22 (Synchronmaschine oder Asynchronmaschine) können die Rotoren 34 auf einer Stirnseite oder auf beiden Stirnseiten des Rotorblechpakets 1 einen Radiallüfter aufweisen.Regardless of the type of electrical machine 22 (Synchronous machine or asynchronous machine) can the rotors 34 have on a front side or on both ends of the rotor core 1 a radial fan.
Gemäß der Ausführungsform nach 7 ist wenigstens eine Lufteintrittsöffnung 23 im Bereich des Lagerschilds 24 angeordnet. Außerdem verbindet wenigstens eine Verbindungsöffnung 25 innerhalb des Lagerschilds 24 die Lufteintrittsöffnung 23 mit der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1, sodass Kühlluft aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die Lufteintrittsöffnung 23 angesaugt und den axialen Kühlkanälen 38 zugeführt werden kann.According to the embodiment according to 7 is at least one air inlet opening 23 in the region of the end plate 24 arranged. In addition, at least one connection port connects 25 inside the bearing plate 24 the air inlet opening 23 with the first axial end side of the rotor laminated core 1 allowing cooling air from an external environment 26 the electric machine 22 over the air inlet opening 23 sucked and the axial cooling channels 38 can be supplied.
Ferner ist wenigstens eine erste Luftaustrittsöffnung 27 in axialer Richtung L auf der Höhe eines ersten Radiallüfters 14 angeordnet, welche auf der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets angeordnet ist. Dadurch kann Kühlluft aus der Verbindungsöffnung 25 in axialer Richtung L angesaugt, in radialer Richtung über einen ersten Wickelkopf 28 des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der ersten Luftaustrittsöffnung 27 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden.Furthermore, at least one first air outlet opening 27 in the axial direction L at the height of a first radial fan 14 arranged, which is arranged on the first axial end side of the rotor laminated core. As a result, cooling air can be sucked out of the connection opening 25 in the axial direction L, in the radial direction via a first winding head 28 of the stator 29 directed to the cooling and then in the radial direction from the first air outlet opening 27 out in the area 26 the electric machine 22 be encouraged.
Außerdem ist wenigstens eine zweite Luftaustrittsöffnung 30 in axialer Richtung L auf der Höhe eines zweiten Radiallüfters 15 angeordnet, welcher auf der zweiten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet ist, sodass Kühlluft aus den Kühlkanälen 38 in axialer Richtung L angesaugt, in radialer Richtung über einen zweiten Wickelkopf 31 des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der zweiten Luftaustrittsöffnung 30 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden kann. Ein möglicher Strömungsverlauf der Kühlluft ist mit Strömungspfeilen 35 verdeutlicht.In addition, at least one second air outlet opening 30 in the axial direction L at the height of a second radial fan 15 arranged, which is arranged on the second axial end side of the rotor laminated core 1, so that cooling air sucked from the cooling channels 38 in the axial direction L, in the radial direction via a second winding head 31 of the stator 29 passed to the cooling and then in the radial direction from the second air outlet opening 30 out in the area 26 the electric machine 22 can be promoted. A possible flow of the cooling air is with flow arrows 35 clarified.
Fig. 11 zeigt ein mögliches Förderprinzip, welches durch die vorliegende Erfindung realisiert wird. Aus der äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 wird beispielsweise Luft angesaugt und über zwei strömungstechnisch parallel geschaltete Ventilatoren, beispielsweise den ersten Radiallüfter 14 und den zweiten Radiallüfter 15 zur Kühlung der elektrischen Maschine geleitet. Anschließend können die Luftströme wieder einzeln oder - wie durch 11 gezeigt - zusammengeführt und in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 entlassen werden. Fig . 11 shows a possible conveying principle realized by the present invention. From the outside environment 26 the electric machine 22 For example, air is sucked in and via two flow-parallel fans, for example the first radial fan 14 and the second radial fan 15 directed to the cooling of the electric machine. Then the air flows again individually or - as by 11 shown - merged and into the environment 26 the electric machine 22 be dismissed.
Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 22, wobei eine erste Stirnseite eines Rotorblechpakets 1 und damit ein Lufteintritt 23 dem Inverter 32 zugewandt ist. Fig . 12 shows a further embodiment of an electrical machine according to the invention 22 , wherein a first end face of a rotor lamination stack 1 and thus an air intake 23 facing the inverter 32.
Dazu ist eine erste Lufteintrittsöffnung 23 im Bereich des Lagerschilds 32 angeordnet. Weiterhin verbindet eine erste Verbindungsöffnung 25 innerhalb des Lagerschilds 32 die Lufteintrittsöffnung 23 mit der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1. Dadurch kann Kühlluft aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die erste Lufteintrittsöffnung 23 angesaugt und einem Axiallüfter 8 oder 38 (vgl. z.B. 1 bis 3 oder 8) über die erste Verbindungsöffnung 25 zugeführt werden kann.This is a first air inlet opening 23 arranged in the region of the bearing plate 32. Furthermore, connects a first connection opening 25 within the bearing plate 32 the air inlet opening 23 with the first axial end face of the rotor laminated core 1. This allows cooling air from an external environment 26 of the electric machine 22 sucked in via the first air inlet opening 23 and an axial fan 8th or 38 (cf., eg 1 to 3 or 8th ) can be supplied via the first connection opening 25.
Ferner ist eine zweite Lufteintrittsöffnung 42 im Bereich des Inverters 32 angeordnet. Außerdem verbindet eine zweite Verbindungsöffnung 43 die zweite Lufteintrittsöffnung 42 mit der ersten Verbindungsöffnung 25 und mit der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1. Dadurch kann Kühlluft aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die zweite Lufteintrittsöffnung 42 angesaugt und dem Axiallüfter 8/38 über die zweite Verbindungsöffnung 43 und über die erste Verbindungsöffnung 25 zugeführt werden.Furthermore, a second air inlet opening 42 arranged in the region of the inverter 32. In addition, a second connection opening 43 connects the second air inlet opening 42 with the first connection opening 25 and with the first axial end face of the rotor lamination stack 1 , This allows cooling air from an external environment 26 the electric machine 22 over the second air inlet opening 42 sucked and the axial fan 8th / 38 over the second connection opening 43 and are supplied via the first connection opening 25.
Weiterhin ist eine Luftaustrittsöffnung 30 in axialer Richtung auf der Höhe eines einzigen Radiallüfters 15 angeordnet, welcher auf der zweiten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet ist. Dadurch kann Kühlluft aus dem Axiallüfter 8/38 in axialer Richtung angesaugt, in radialer Richtung über einen Wickelkopf eines Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der Luftaustrittsöffnung 30 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden kann. Ein möglicher Strömungsverlauf der Kühlluft ist mit Strömungspfeilen 35 verdeutlicht.Furthermore, an air outlet opening 30 in the axial direction at the height of a single radial fan 15 arranged, which on the second axial end face of the rotor lamination stack 1 is arranged. This allows cooling air from the axial fan 8th / 38 sucked in the axial direction, in the radial direction over a winding head of a stator 29 passed to the cooling and then in the radial direction from the air outlet opening 30 out in the area 26 the electric machine 22 promoted can be. A possible flow of the cooling air is with flow arrows 35 clarified.
13 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 22, wobei eine erste Stirnseite eines Rotorblechpakets 1 dem Inverter 32 abgewandt ist. 13 shows an embodiment of an electric machine according to the invention 22 , wherein a first end face of a rotor lamination stack 1 to the inverter 32 turned away.
Dabei ist wenigstens eine erste Lufteintrittsöffnung 23 im Bereich des Inverters 32 angeordnet. Weiterhin verbindet wenigstens eine Verbindungsöffnung 25 die erste Lufteintrittsöffnung 23 mit der zweiten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1, sodass Kühlluft aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die erste Lufteintrittsöffnung 23 angesaugt und einem zweiflutigen Radiallüfter 44 auf der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden kann.In this case, at least one first air inlet opening 23 in the area of the inverter 32 arranged. Furthermore, at least one connection opening connects 25 the first air inlet opening 23 with the second axial end side of the rotor laminated core 1, so that cooling air from an external environment 26 the electric machine 22 over the first air inlet opening 23 sucked and a double-flow radial fan 44 on the second face of the rotor core 1 can be supplied.
Dadurch kann Kühlluft aus der Verbindungsöffnung 25 in axialer Richtung angesaugt, in radialer Richtung über einen zweiten Wickelkopf eines Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus einer Luftaustrittsöffnung 27 im Bereich der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden.This allows cooling air from the connection opening 25 sucked in the axial direction, in the radial direction via a second winding head of a stator 29 passed to the cooling and then in the radial direction from an air outlet opening 27 in the region of the second end face of the rotor laminated core 1 out in the area 26 the electric machine 22 be encouraged.
Ferner ist wenigstens eine zweite Lufteintrittsöffnung 45 im Bereich der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet. Dadurch kann Kühlluft aus der äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die zweite Lufteintrittsöffnung 45 angesaugt, in radialer Richtung über einen ersten Wickelkopf des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet, durch einen Axiallüfter 8/38 (vgl. z.B. 1 bis 3 oder 8) innerhalb des Rotorblechpakets 1 gefördert und dem zweiflutigen Radiallüfter 44 auf der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden.Furthermore, at least one second air inlet opening 45 in the region of the first end face of the rotor laminated core 1 arranged. This allows cooling air from the outside environment 26 the electric machine 22 over the second air inlet opening 45 sucked, passed in the radial direction over a first winding head of the stator 29 to the cooling, by an axial fan 8th / 38 (cf., eg 1 to 3 or 8th ) promoted within the rotor core 1 and the twin-flow radial fan 44 on the second face of the rotor core 1 be supplied.
Dies ermöglicht, dass Kühlluft aus dem Axiallüfter 8/38 in axialer Richtung angesaugt, in radialer Richtung über den zweiten Wickelkopf des Stators zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der Luftaustrittsöffnung 27 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden kann. Ein möglicher Strömungsverlauf der Kühlluft ist mit Strömungspfeilen 35 verdeutlicht.This allows cooling air from the axial fan 8th / 38 sucked in the axial direction, passed in the radial direction over the second winding head of the stator to the cooling and then in the radial direction from the air outlet opening 27 out in the area 26 the electric machine 22 can be promoted. A possible flow profile of the cooling air is illustrated by flow arrows 35.
14 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 22, wobei eine erste Stirnseite eines Rotorblechpakets 1 und damit ein Lufteintritt 23 dem Inverter 32 zugewandt ist. Dabei ist wenigstens eine Lufteintrittsöffnung 23 im Bereich des Inverters 32 angeordnet. Weiterhin verbindet eine Verbindungsöffnung 25 die Lufteintrittsöffnung 23 mit der ersten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1. 14 shows a further embodiment of an electrical machine according to the invention 22 , wherein a first end face of a rotor lamination stack 1 and thus an air intake 23 facing the inverter 32. In this case, at least one air inlet opening 23 in the region of the inverter 32 arranged. Furthermore, a connection port connects 25 the air inlet opening 23 with the first axial end face of the rotor laminated core 1.
Dadurch kann Kühlluft aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die Lufteintrittsöffnung 23 angesaugt werden. Ein erster Anteil V1 der Kühlluft kann über die Verbindungsöffnung 25 einem Axiallüfter 8/38 (vgl. z.B. 1 bis 3 oder 8) innerhalb des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden.This allows cooling air from an external environment 26 the electric machine 22 over the air inlet opening 23 be sucked. A first portion V1 of the cooling air can via the connection opening 25 an axial fan 8th / 38 (cf., eg 1 to 3 or 8th ) within the rotor core 1 be supplied.
Ein zweiter Anteil V2 der Kühlluft kann einem Radiallüfter 14 auf der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden, um in radialer Richtung über einen ersten Wickelkopf eines Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus wenigstens einer ersten Luftaustrittsöffnung 27 im Bereich der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert zu werden.A second portion V2 of the cooling air can be a radial fan 14 on the first face of the rotor core 1 are fed to the cooling in the radial direction via a first winding head of a stator 29 and then in the radial direction of at least a first air outlet opening 27 in the region of the first end face of the rotor core 1 out in the area 26 the electric machine 22 to be promoted.
Ferner ist wenigstens eine zweite Luftaustrittsöffnung 30 in axialer Richtung auf der Höhe eines zweiten Radiallüfters 15 angeordnet, welcher auf der zweiten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet ist. Dies ermöglicht, dass Kühlluft aus dem Axiallüfter 8/38 in axialer Richtung angesaugt, in radialer Richtung über einen zweiten Wickelkopf des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus der zweiten Luftaustrittsöffnung 30 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert werden kann. Ein möglicher Strömungsverlauf der Kühlluft ist mit Strömungspfeilen 35 verdeutlicht.Furthermore, at least one second air outlet opening 30 in the axial direction at the height of a second radial fan 15 arranged, which is arranged on the second axial end side of the rotor laminated core 1. This allows cooling air from the axial fan 8th / 38 sucked in the axial direction, in the radial direction via a second winding head of the stator 29 passed to the cooling and then in the radial direction from the second air outlet opening 30 out into the environment 26 of the electric machine 22 can be promoted. A possible flow profile of the cooling air is illustrated by flow arrows 35.
15 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 22, wobei eine erste Stirnseite eines Rotorblechpakets 1 dem Inverter 32 abgewandt ist. 15 shows an embodiment of an electric machine according to the invention 22 , wherein a first end face of a rotor lamination stack 1 to the inverter 32 turned away.
Dabei ist wenigstens eine erste Lufteintrittsöffnung 23 im Bereich der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 angeordnet, sodass Kühlluft in axialer Richtung aus einer äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die erste Lufteintrittsöffnung 23 angesaugt werden kann.In this case, at least one first air inlet opening 23 in the region of the first end face of the rotor laminated core 1 arranged so that cooling air in the axial direction from an external environment 26 the electric machine 22 can be sucked in via the first air inlet opening 23.
Dabei kann ein erster Anteil V1 der Kühlluft einem Axiallüfter 8/38 (vgl. z.B. 1 bis 3 oder 8) innerhalb des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden. Ein zweiter Anteil V2 der Kühlluft kann einem ersten Radiallüfter 14 auf der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden, um in radialer Richtung über einen ersten Wickelkopf eines Stators (29) zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus wenigstens einer ersten Luftaustrittsöffnung 27 im Bereich der ersten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert zu werden.In this case, a first portion V1 of the cooling air an axial fan 8th / 38 (cf., eg 1 to 3 or 8th ) are supplied within the rotor core 1. A second portion V2 of the cooling air may be a first radial fan 14 on the first face of the rotor core 1 be supplied in order in the radial direction via a first winding head of a stator ( 29 ) led to the cooling and then in the radial direction of at least a first air outlet opening 27 in the region of the first end face of the rotor laminated core 1 out into the environment 26 of the electric machine 22 to be promoted.
Weiterhin ist wenigstens eine zweite Lufteintrittsöffnung 45 im Bereich des Inverters 32 angeordnet. Ferner verbindet wenigstens eine Verbindungsöffnung 25 die zweite Lufteintrittsöffnung 45 mit der zweiten axialen Stirnseite des Rotorblechpakets 1. Dadurch kann Kühlluft aus der äußeren Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 über die zweite Lufteintrittsöffnung 45 angesaugt werden kann. Dies ermöglicht, dass die Kühlluft einem zweiten Radiallüfter 15 auf der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 zugeführt werden kann, um in radialer Richtung über einen zweiten Wickelkopf des Stators 29 zu dessen Kühlung geleitet und anschließend in radialer Richtung aus einer zweiten Luftaustrittsöffnung 30 im Bereich der zweiten Stirnseite des Rotorblechpakets 1 heraus in die Umgebung 26 der elektrischen Maschine 22 gefördert zu werden. Ein möglicher Strömungsverlauf der Kühlluft ist mit Strömungspfeilen 35 verdeutlicht.Furthermore, at least one second air inlet opening 45 in the area of the inverter 32 arranged. Furthermore, at least one connection opening connects 25 the second air inlet opening 45 with the second axial end side of the rotor core 1 , This allows cooling air from the outside environment 26 the electric machine 22 over the second air inlet opening 45 can be sucked. This allows the cooling air to a second radial fan 15 can be supplied to the second end face of the rotor lamination stack 1, in the radial direction via a second winding head of the stator 29 directed to the cooling and then in the radial direction from a second air outlet opening 30 in the region of the second end face of the rotor laminated core 1 out into the environment 26 the electric machine 22 to be promoted. A possible flow of the cooling air is with flow arrows 35 clarified.
