DE102018129897A1 - Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine - Google Patents

Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine Download PDF

Info

Publication number
DE102018129897A1
DE102018129897A1 DE102018129897.8A DE102018129897A DE102018129897A1 DE 102018129897 A1 DE102018129897 A1 DE 102018129897A1 DE 102018129897 A DE102018129897 A DE 102018129897A DE 102018129897 A1 DE102018129897 A1 DE 102018129897A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
stator
coils
cooling
cooling medium
electrical machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102018129897.8A
Other languages
German (de)
Inventor
Wasi UDDIN
Gregory Heeke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Original Assignee
Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schaeffler Technologies AG and Co KG filed Critical Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority to DE102018129897.8A priority Critical patent/DE102018129897A1/en
Publication of DE102018129897A1 publication Critical patent/DE102018129897A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00Details of windings
    • H02K3/04Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlungseinrichtung (1) zur Kühlung von Spulen (11) eines Stators (10) einer elektrischen Maschine aufweisend:- mindestens einen kreisringförmigen Abschlussteil (2, 3) zum dichtenden Abschließen einer axialen Seite eines mit Spulen (11) versehenen Stators (10) und zum Leiten eines Kühlmediums.- Kunststoff und/oder ein elektrisch isolierendes Material umfasst.Ferner betrifft die Erfindung einen Stator (10) einer elektrischen Maschine mit Spulen (11) aufweisend: eine Kühlungseinrichtung (1).The invention relates to a cooling device (1) for cooling coils (11) of a stator (10) of an electrical machine, comprising: 10) and for conducting a cooling medium. Plastic and / or an electrically insulating material. The invention further relates to a stator (10) of an electrical machine with coils (11), comprising: a cooling device (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Kühlungseinrichtung zur Kühlung von Spulen eines Stators einer elektrischen Maschine sowie einen Stator einer elektrischen Maschine mit Spulen und einer Kühlungseinrichtung.The invention relates to a cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine and a stator of an electrical machine with coils and a cooling device.

Für die Kühlung eines Stators sind diverse Lösungen bekannt.Various solutions are known for cooling a stator.

So ist es beispielsweise bekannt, die gesamte elektrische Maschine in Öl einzutauchen. Nachteil daran ist, dass sich im Luftspalt zwischen Rotor und Stator eine erhebliche Menge an Öl befinden kann, die den Wirkungsgrad der elektrischen Maschine begrenzt.For example, it is known to immerse the entire electrical machine in oil. The disadvantage of this is that there can be a considerable amount of oil in the air gap between the rotor and stator, which limits the efficiency of the electrical machine.

Auch existieren Konstruktionen, bei denen Kühlmittel an der Außenseite des Ständereisens des Stators strömt, um Wärme abzuführen. Jedoch weist eine derartige Lösung eine begrenzte Wirksamkeit zum Abführen von Wärme von den Kupferdrähten der Spulen eines Stators auf.There are also constructions in which coolant flows on the outside of the stator stator iron to dissipate heat. However, such a solution has limited effectiveness in removing heat from the copper wires of the coils of a stator.

Ferner sind Ausführungen bekannt, die Kühlfluid auf die axial außen liegenden Wicklungen der Statorspulen sprühen, aber kein Öl in den heißesten Teil eines Stators drücken, der nämlich zwischen zwei angrenzenden Statorspulen liegt.Furthermore, designs are known which spray cooling fluid onto the axially outer windings of the stator coils, but do not press oil into the hottest part of a stator, which is namely between two adjacent stator coils.

Des Weiteren ist eine Form der Kühlung einer elektrischen Maschine bekannt, bei der mithilfe eines Wassermantels gekühlt wird. Der Wassermantel kühlt den Stator außenseitig. Mithilfe einer derartigen Kühlung werden die Spulenwicklungen in der Nähe des Stators durch Wärmeleitung ebenfalls gekühlt. Die Spulenwicklungen hingegen, die der Außenseite des Stators abgewandt sind bzw. an der Innenseite des Stators (in radialer Richtung gesehen) angeordnet sind, werden im Vergleich schlechter gekühlt.Furthermore, a form of cooling an electrical machine is known, in which cooling is carried out using a water jacket. The water jacket cools the stator on the outside. With the help of such a cooling, the coil windings in the vicinity of the stator are also cooled by heat conduction. The coil windings, on the other hand, which face away from the outside of the stator or are arranged on the inside of the stator (viewed in the radial direction) are cooled less well in comparison.

Eine Möglichkeit, die Wicklungen an der Innenseite des Stators zu kühlen, besteht darin, Automatikgetriebeöl (ATF) aus dem Gehäuse der elektrischen Maschine oder aus Rotordüsen zu spritzen.One way to cool the windings on the inside of the stator is to inject automatic transmission oil (ATF) from the housing of the electrical machine or from rotor nozzles.

Das gespritzte ATF kühlt die innenseitig angeordneten Wicklungen effektiv, da das gespritzte ATF Wicklungen einer Spule mit dem ATF durchtränken kann. Die Wicklungen im Statorschlitz mit aktiver Länge hingegen erhalten zu wenig ATF aus dem Gehäuse oder den Rotordüsen. Der Statorschlitz mit aktiver Länge kann etwas ATF vom Rotor erhalten, wenn das ATF in den Stator-Rotor-Luftspalt tropft.The sprayed ATF effectively cools the windings arranged on the inside, since the sprayed ATF can soak the windings of a coil with the ATF. The windings in the active length stator slot, on the other hand, receive too little ATF from the housing or the rotor nozzles. The active length stator slot may receive some ATF from the rotor if the ATF drips into the stator-rotor air gap.

Statistisch gesehen, bilden die Wicklungen des mittleren Abschnitts eines Wickelkopfs bzw. einer Spule des Stators einer elektrischen Maschine den heißesten Ort in der elektrischen Maschine, da sie die geringste Menge an ATF erhält.Statistically speaking, the windings of the central section of a winding head or a coil of the stator of an electrical machine form the hottest place in the electrical machine since it receives the least amount of ATF.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kühlungseinrichtung zur Kühlung von Spulen eines Stators einer elektrischen Maschine sowie einen Stator einer elektrischen Maschine mit Spulen anzugeben, welche bzw. welcher den gesamten Wickelkopf einer Spule einer elektrischen Maschine bzw. die gesamte Spule eine elektrische Maschine kühlt und Wärme effektiv aus dem Zwischenraum zwischen zwei benachbarten Wickelköpfen bzw. Spulen abführt. In diesem Zusammenhang ist ferner Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Kühlflüssigkeit durch und zwischen den Spulen einer elektrischen Maschine durchdrücken zu können, ohne den Luftspalt der elektrischen Maschine zu überfluten und deren Effizienz zu reduzieren.It is therefore an object of the present invention to provide a cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine and a stator of an electrical machine with coils, which cools the entire winding head of a coil of an electrical machine or the entire coil of an electrical machine and effectively dissipates heat from the space between two adjacent end windings or coils. In this context, it is also an object of the present invention to be able to push cooling liquid through and between the coils of an electrical machine without flooding the air gap of the electrical machine and reducing its efficiency.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention, these objects are achieved by the features of the independent claims. Further advantageous developments are the subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine Kühlungseinrichtung zur Kühlung von Spulen eines Stators einer elektrischen Maschine:

  • - mindestens einen kreisringförmigen Abschlussteil zum dichtenden Abschließen einer axialen Seite eines mit Spulen versehenen Stators und zum Leiten eines Kühlmediums.
According to the invention, in a first aspect of the present invention, a cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine comprises:
  • - At least one annular end part for sealingly closing an axial side of a stator provided with coils and for guiding a cooling medium.

Bevorzugterweise weist der mindestens eine kreisringförmige Abschlussteil einen C-förmigen Querschnitt auf.The at least one annular end part preferably has a C-shaped cross section.

Vorzugsweise ist der C-förmigen Querschnitt geometrisch auf die Spulen eines Stators angepasst. Somit kann das mindestens eine kreisringförmige Abschlussteil auf einfache Weise an einem Stator bzw. an dessen Spulen angebracht werden.The C-shaped cross section is preferably geometrically adapted to the coils of a stator. The at least one annular end part can thus be attached in a simple manner to a stator or to its coils.

Günstigerweise ist die Öffnung des C-förmigen Querschnitts auf die Größe der Spulen eines Stators, insbesondere auf die Größe in radialer Richtung der Spulen eines Stators, angepasst. Somit ist also die Öffnungsweite des C-förmigen Querschnitts an die Größe der Spulen, insbesondere in radialer Richtung, anpassbar.The opening of the C-shaped cross section is advantageously adapted to the size of the coils of a stator, in particular to the size in the radial direction of the coils of a stator. Thus, the opening width of the C-shaped cross section can be adapted to the size of the coils, in particular in the radial direction.

Ferner ist es günstig, dass der mindestens eine Abschlussteil einen Ein- und/oder Auslass für ein Kühlungsmedium umfasst.Furthermore, it is favorable that the at least one end part comprises an inlet and / or outlet for a cooling medium.

Auch kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Abschlussteil mindestens ein Umlenkelement zum Umlenken eines Kühlmediums, insbesondere eines Fluidstromes, umfasst.It can also be provided that the at least one end part comprises at least one deflection element for deflecting a cooling medium, in particular a fluid flow.

Vorteilhafterweise verschließt das mindestens eine Umlenkelement den C-förmigen Querschnitt des kreisringförmigen Abschlussteils, sodass das Umlenkelement ein Strömen eines Kühlmediums in Umfangsrichtung des kreisringförmigen Abschlussteils unterbindet und das Kühlmedium in axiale Richtung umlenkt. Advantageously, the at least one deflecting element closes the C-shaped cross section of the annular closing part, so that the deflecting element prevents the flow of a cooling medium in the circumferential direction of the annular closing part and deflects the cooling medium in the axial direction.

Auch ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine kreisringförmige Abschlussteil einen Kunststoff und/oder ein elektrisch isolierendes Material umfasst.It is also advantageous if the at least one annular end part comprises a plastic and / or an electrically insulating material.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen Stator einer elektrischen Maschine.A second aspect of the present invention includes a stator of an electrical machine.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Kühlungseinrichtung, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei dem Stator einer elektrischen Maschine Anwendung finden können.It is expressly pointed out that the features of the cooling device, as mentioned in the first aspect, can be used individually or in combination with one another in the stator of an electrical machine.

Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend die Kühlungseinrichtung können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.In other words, the features relating to the cooling device mentioned above under the first aspect of the invention can also be combined here with further features under the second aspect of the invention.

Bevorzugterweise umfasst ein Stator einer elektrischen Maschine mit Spulen eine Kühlungseinrichtung nach dem ersten Aspekt.A stator of an electrical machine with coils preferably comprises a cooling device according to the first aspect.

Ferner ist es bevorzugt, dass die Kühlungseinrichtung zwei kreisringförmige Abschlussteile umfasst.It is further preferred that the cooling device comprises two annular end parts.

Auch ist es günstig, wenn jeweils ein Abschlussteil an einer axialen Seite des Stators und an dessen Spulen angeordnet, insbesondere befestigt oder verriegelt, ist.It is also expedient if a terminating part is arranged, in particular fastened or locked, on an axial side of the stator and on its coils.

Vorteilhafterweise ist der Spalt, der sich in axialer Richtung zwischen zwei angrenzenden Spulen erstreckt, mit einem Dichtungselement verschließbar, um den Austritt eines Kühlmediums, insbesondere eines Kühlfluides, zu unterbinden.Advantageously, the gap, which extends in the axial direction between two adjacent coils, can be closed with a sealing element in order to prevent the escape of a cooling medium, in particular a cooling fluid.

Vorzugsweise ist eine Dichtungseinrichtung zwischen den Spulen und einem Abschlussteil angeordnet.A sealing device is preferably arranged between the coils and a closing part.

Ferner ist es günstig, dass ein erstes kreisringförmige Abschlussteil einen Einlass für ein Kühlmedium aufweist, wobei vorzugsweise ein zweites kreisringförmige Abschlussteil einen Auslass für ein Kühlmedium aufweist.Furthermore, it is expedient for a first annular closure part to have an inlet for a cooling medium, a second annular closure part preferably having an outlet for a cooling medium.

Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke ergänzend mit anderen Worten ausgedrückt.In the following, the inventive idea presented above is additionally expressed in other words.

Dieser Gedanke betrifft vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - eine Zwangskühlung für Wicklungen bzw. Spulen eines Stators einer elektrischen Maschine, welche ein Abschlussteil umfasst, das vorzugsweise halbtorusförmig (oder im Querschnitt C-förmig) ausgebildet ist.This idea preferably relates - to put it in simplified form - to forced cooling for windings or coils of a stator of an electrical machine, which comprises a closing part which is preferably semi-toroidal (or C-shaped in cross section).

Bevorzugterweise ist das Abschlussteil an dem Stator bzw. an einer ersten axialen Seite des Stators angeordnet.The end part is preferably arranged on the stator or on a first axial side of the stator.

Vorteilhafterweise erlaubt dieses Abschlussteil einen Strom eines Kühlmediums um die Wicklungen einer Spule eines Stators.This terminating part advantageously allows a flow of a cooling medium around the windings of a coil of a stator.

Das Abschlussteil zwingt das Kühlmedium, insbesondere ein Kühlöl, zwischen die Wicklungen bzw. zwischen zwei angrenzenden Spulen eines Stators von einer ersten axialen Seite des Stators zu einer zweiten axialen Seite in axialer Richtung zu strömen.The end part forces the cooling medium, in particular a cooling oil, to flow between the windings or between two adjacent coils of a stator from a first axial side of the stator to a second axial side in the axial direction.

Günstigerweise umfasst die zweite axiale Seite des Stators ebenfalls ein Abschlussteil, das vorzugsweise halbtorusförmig (oder im Querschnitt C-förmig) ausgebildet ist.The second axial side of the stator advantageously also comprises a closing part, which is preferably half-toroidal (or C-shaped in cross section).

Für den Fall dass ein Kühlmedium von der ersten axialen Seite durch einen Einlass eines Abschlussteils zur zweiten axialen Seite gepumpt wird, verteilt das Abschlussteil zunächst das Kühlmedium entlang des Durchmessers des Stators und zwingt im Anschluss daran das Kühlmedium in axialer Richtung zwischen den Spulen des Stators zu strömen.In the event that a cooling medium is pumped from the first axial side through an inlet of a closing part to the second axial side, the closing part first distributes the cooling medium along the diameter of the stator and then forces the cooling medium in the axial direction between the coils of the stator stream.

Sobald das Kühlmedium auf der zweiten axialen Seite von einem weiteren Abschlussteil aufgenommen wird und ebenfalls entlang des Durchmessers des Stators verteilt wurde, strömt dieses zum Auslass des weiteren Abschlussteils.As soon as the cooling medium is taken up on the second axial side by a further end part and has likewise been distributed along the diameter of the stator, this flows to the outlet of the further end part.

Vorteilhafterweise ist der Einlass des einen Abschlussteils diametral zum Auslass des anderen Abschlussteils angeordnet.The inlet of the one end part is advantageously arranged diametrically to the outlet of the other end part.

Günstigerweise ist der Auslass im Vergleich zum Einlass an einem höheren Ort gegenüber der Erdoberfläche angeordnet. Dies gestattet einen konvektiven Fluss des Kühlmediums.Conveniently, the outlet is located higher than the surface of the earth compared to the inlet. This allows a convective flow of the cooling medium.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigen schematisch:

  • 1 bis 3 eine 3-dimensionale Ansicht aus verschiedenen Blickwinkeln auf einen erfindungsgemäßen Stator einer elektrischen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Kühlungseinrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 eine Schnittansicht auf den erfindungsgemäßen Stator aus den 1 bis 3;
  • 5 eine 3-dimensionale Ansicht eines Abschlussteils einer erfindungsgemäßen Kühlungseinrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
  • 6 eine schematische Darstellung des Fluidstromes eines Kühlmediums unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kühlungseinrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with associated drawings. Here show schematically:
  • 1 to 3rd a 3-dimensional view from different angles on a stator according to the invention of an electrical machine with a cooling device according to the invention according to a first embodiment;
  • 4th a sectional view of the stator according to the invention from the 1 to 3rd ;
  • 5 a 3-dimensional view of a closing part of a cooling device according to the invention according to a second embodiment; and
  • 6 is a schematic representation of the fluid flow of a cooling medium using the cooling device according to the invention according to the second embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Gegenstände verwendet.In the following description, the same reference symbols are used for the same objects.

1 bis 3 zeigen eine 3-dimensionale Ansicht aus verschiedenen Blickwinkeln auf einen erfindungsgemäßen Stator 10 einer elektrischen Maschine mit einer erfindungsgemäßen Kühlungseinrichtung 1 nach einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 to 3rd show a 3-dimensional view from different angles on a stator according to the invention 10th an electrical machine with a cooling device according to the invention 1 according to a first embodiment.

4 zeigt eine Schnittansicht auf den erfindungsgemäßen Stator 10 aus den 1 bis 3. 4th shows a sectional view of the stator according to the invention 10th from the 1 to 3rd .

Der Einfachheit und Kürze halber werden nachstehend die 1 bis 4 gemeinsam beschrieben.For simplicity and brevity, the following are the 1 to 4th described together.

Genauer dargestellt zeigen die 1 bis 4 einen Stator 10 einer elektrischen Maschine mit Spulen 11.The are shown in more detail 1 to 4th a stator 10th an electrical machine with coils 11 .

Hierbei umfasst der Stator 10 eine Kühlungseinrichtung 1 zur Kühlung von Spulen 11 des Stators 10 einer elektrischen Maschine.Here, the stator includes 10th a cooling device 1 for cooling coils 11 of the stator 10th an electrical machine.

Die Kühlungseinrichtung 1 hat, wie insbesondere in 2 dargestellt, zwei kreisringförmige Abschlussteile 2, 3 zum dichtenden Abschließen einer axialen Seite des mit Spulen 11 versehenen Stators 10 und zum Leiten eines Kühlmediums.The cooling device 1 has, as in particular in 2nd shown, two circular end pieces 2nd , 3rd for sealing an axial side of the with coils 11 provided stator 10th and to conduct a cooling medium.

Dabei haben die kreisringförmigen Abschlussteile 2, 3 jeweils einen C-förmigen Querschnitt, der geometrisch auf die Spulen 11 des Stators 10 angepasst ist.The ring-shaped end pieces 2nd , 3rd each have a C-shaped cross-section that is geometrical on the coils 11 of the stator 10th is adjusted.

Mit anderen Worten ausgedrückt ist jeweils die Öffnung des C-förmigen Querschnitts eines Abschlussteils 2, 3 auf die Größe der Spulen 11 des Stators 10, insbesondere auf die Größe in radialer Richtung R der Spulen 11 des Stators 10, angepasst.In other words, the opening of the C-shaped cross section of a closing part is in each case 2nd , 3rd on the size of the coils 11 of the stator 10th , especially the size in the radial direction R of the coils 11 of the stator 10th , customized.

Des Weiteren zeigt insbesondere 2, dass das Abschlussteil 2 einen Einlass 4 für ein Kühlmedium und das Abschlussteil 3 einen Auslass 5 für ein Kühlungsmedium hat.Furthermore shows in particular 2nd that the final part 2nd an inlet 4th for a cooling medium and the end part 3rd an outlet 5 for a cooling medium.

Jedes der beiden kreisringförmigen Abschlussteile 2, 3 ist an einer axialen Seite des Stators 10 und an dessen Spulen 11 angeordnet.Each of the two circular end pieces 2nd , 3rd is on one axial side of the stator 10th and on its coils 11 arranged.

Der Spalt 7, der sich in axialer Richtung A zwischen zwei angrenzenden Spulen 11 erstreckt, ist mit einem Dichtungselement verschließbar, um den Austritt von Kühlmedium zu unterbinden.The gap 7 that is in the axial direction A between two adjacent coils 11 extends, can be closed with a sealing element in order to prevent the escape of cooling medium.

Ferner ist eine Dichtungseinrichtung (nicht dargestellt) zwischen den Spulen 11 und einem Abschlussteil 2, 3 angeordnet.There is also a sealing device (not shown) between the coils 11 and a final part 2nd , 3rd arranged.

5 zeigt eine 3-dimensionale Ansicht eines Abschlussteils 2, 3 einer erfindungsgemäßen Kühlungseinrichtung 1 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, wobei 6 eine schematische Darstellung des Fluidstromes eines Kühlmediums unter Verwendung der erfindungsgemäßen Kühlungseinrichtung 1 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt. 5 shows a 3-dimensional view of a closing part 2nd , 3rd a cooling device according to the invention 1 according to a second embodiment, wherein 6 is a schematic representation of the fluid flow of a cooling medium using the cooling device according to the invention 1 shows according to the second embodiment.

Wie den 5 und 6 zu entnehmen, weisen die Abschlussteile 2, 3 mehrere Umlenkelemente 6 zum Umlenken eines Kühlmediums auf.Like that 5 and 6 the end parts show 2nd , 3rd several deflection elements 6 to redirect a cooling medium.

Hierbei verschließt jedes Umlenkelement 6 den C-förmigen Querschnitt des kreisringförmigen Abschlussteils 2, 3, sodass das Umlenkelement 6 ein Strömen eines Kühlmediums in Umfangsrichtung U des kreisringförmigen Abschlussteils 2, 3 unterbindet und das Kühlmedium in axiale Richtung A umlenkt (vgl. insbesondere 6).Here, each deflecting element closes 6 the C-shaped cross section of the annular end part 2nd , 3rd , so that the deflecting element 6 a flow of a cooling medium in the circumferential direction U of the annular end part 2nd , 3rd prevents and the cooling medium in the axial direction A redirects (see in particular 6 ).

Abschließend sei noch erwähnt, dass ein kreisringförmiges Abschlussteil 2, 3 einen Kunststoff und/oder ein elektrisch isolierendes Material umfasst.Finally, it should be mentioned that an annular end piece 2nd , 3rd comprises a plastic and / or an electrically insulating material.

Nachstehend werden 1 bis 6 nochmals mit anderen Worten geschildert.Below will be 1 to 6 described again in other words.

Hierbei zeigen die 1 bis 3 eine elektrische Maschine mit einem Stator, welcher Wicklungen eines beliebigen Typs (konzentrierte oder verteilte Wicklung) aufweist.Here show the 1 to 3rd an electrical machine with a stator which has windings of any type (concentrated or distributed winding).

Im vorliegenden Fall handelt es sich um einen Stator 10 mit konzentrierten Wirkungen.In the present case, it is a stator 10th with concentrated effects.

Bevorzugterweise sind zwei aneinander liegende Spulen bzw. Wickelköpfe über einen Spalt 7, welcher sich in axialer Richtung A erstreckt, voneinander getrennt.Preferably, two adjacent coils or winding heads are over a gap 7 , which is in the axial direction A extends, separated from each other.

Innerhalb dieses Spalte 7 ist günstigerweise ein Dichtungselement (nicht dargestellt) angeordnet, das den Austritt eines Kühlmediums, insbesondere eines Kühlfluides, unterbindet.Within that column 7 a sealing element (not shown) is advantageously arranged, which prevents the escape of a cooling medium, in particular a cooling fluid.

An den gegenüberliegenden axialen Seiten des Stators 10 ist jeweils ein kreisringförmiges Abschlussteil 2, 3 angeordnet, das im Querschnitt C-förmig ausgebildet ist.On the opposite axial sides of the stator 10th is an annular end piece 2nd , 3rd arranged, which is C-shaped in cross section.

Jedes Abschlussteil 2, 3 ist vorzugsweise mit den Spulen 11 an den axialen Seiten des Stators 10 verriegelt.Every final part 2nd , 3rd is preferably with the coils 11 on the axial sides of the stator 10th locked.

Hierbei umfasst ein kreisringförmiges Abschlussteil 2, 3 vorzugsweise einen Kunststoff und/oder ein elektrisch isolierendes Material.Here, an annular end part comprises 2nd , 3rd preferably a plastic and / or an electrically insulating material.

Zum Beispiel ist in 2 dargestellt, dass der Stator 10 einen Einlass 4 und einen Auslass 5 für ein Kühlmedium umfassen.For example, in 2nd shown that the stator 10th an inlet 4th and an outlet 5 for a cooling medium.

Vorteilhafterweise ist der Einlass 4 unterseitig angeordnet, wohingegen der Auslass 5 oberseitig angeordnet ist. Auf diese Weise kann das Strömen von Kühlmedium erleichtert werden, da erwärmtes Kühlmedium eine geringere Dichte aufweist als Vergleich kühleres Kühlmedium.The inlet is advantageous 4th arranged underneath, whereas the outlet 5 is arranged on the top. In this way, the flow of cooling medium can be facilitated, since heated cooling medium has a lower density than a comparison of cooler cooling medium.

Die Wärmeübertragung durch das Kühlmedium ist dabei konvektiv und das Kühlmedium bewegt sich durch das Abschlussteil 2, 3.The heat transfer through the cooling medium is convective and the cooling medium moves through the end part 2nd , 3rd .

Wie insbesondere 5 und 6 zu entnehmen, kann jedes Abschlussteil 2, 3 Umlenkelemente 6 aufweisen, durch die das Kühlmedium zwischen den Spulenwicklungen bewegt wird.How in particular 5 and 6 can be seen in each end part 2nd , 3rd Deflecting elements 6 have through which the cooling medium is moved between the coil windings.

Die Umlenkelemente 6 stellen auch sicher, dass das Kühlmedium den gesamten Wickelbereich einer Spule berührt, um diese abzukühlen.The deflection elements 6 also ensure that the cooling medium touches the entire winding area of a coil to cool it down.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
KühlungseinrichtungCooling device
22nd
AbschlussteilFinal part
33rd
AbschlussteilFinal part
44th
Einlassinlet
55
AuslassOutlet
66
UmlenkelementDeflecting element
77
Spalt gap
1010th
Statorstator
1111
Spule Kitchen sink
AA
axiale Richtungaxial direction
RR
radiale Richtungradial direction
UU
UmfangsrichtungCircumferential direction

Claims (4)

Kühlungseinrichtung (1) zur Kühlung von Spulen (11) eines Stators (10) einer elektrischen Maschine aufweisend: - mindestens einen kreisringförmigen Abschlussteil (2, 3) zum dichtenden Abschließen einer axialen Seite eines mit Spulen (11) versehenen Stators (10) und zum Leiten eines Kühlmediums.Cooling device (1) for cooling coils (11) of a stator (10) of an electrical machine, comprising: - At least one annular end part (2, 3) for sealingly sealing an axial side of a stator (10) provided with coils (11) and for guiding a cooling medium. Kühlungseinrichtung nach Anspruch 1, - wobei der mindestens eine kreisringförmige Abschlussteil (2, 3) einen C-förmigen Querschnitt umfasst, - wobei vorzugsweise der C-förmigen Querschnitt geometrisch auf die Spulen (11) eines Stators (10) angepasst ist, - wobei vorzugsweise die Öffnung des C-förmigen Querschnitts auf die Größe der Spulen (11) eines Stators (10), insbesondere auf die Größe in radialer Richtung (R) der Spulen (11) eines Stators (10), angepasst ist, - wobei vorzugsweise der mindestens eine Abschlussteil (2, 3) einen Ein- (4) oder Auslass (5) für ein Kühlungsmedium umfasst.Cooling device after Claim 1 , - wherein the at least one annular end part (2, 3) comprises a C-shaped cross-section, - preferably the C-shaped cross-section is geometrically adapted to the coils (11) of a stator (10), - preferably the opening of the C -shaped cross-section is adapted to the size of the coils (11) of a stator (10), in particular to the size in the radial direction (R) of the coils (11) of a stator (10), - the at least one end part (2 , 3) comprises an inlet (4) or outlet (5) for a cooling medium. Kühlungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, - wobei der mindestens eine Abschlussteil (2, 3) mindestens ein Umlenkelement (6) zum Umlenken eines Kühlmediums, insbesondere eines Fluidstromes, umfasst, - wobei vorzugsweise das mindestens eine Umlenkelement (6) den C-förmigen Querschnitt des kreisringförmigen Abschlussteils (2, 3) verschließt, sodass das Umlenkelement (6) ein Strömen eines Kühlmediums in Umfangsrichtung (U) des kreisringförmigen Abschlussteils (2, 3) unterbindet und das Kühlmedium in axiale Richtung (A) umlenkt, - wobei vorzugsweise das mindestens eine kreisringförmige Abschlussteil (2, 3) einen Kunststoff und/oder ein elektrisch isolierendes Material umfasst.Cooling device after Claim 1 or 2nd , - wherein the at least one closing part (2, 3) comprises at least one deflecting element (6) for deflecting a cooling medium, in particular a fluid flow, - whereby preferably the at least one deflecting element (6) has the C-shaped cross section of the annular closing part (2, 3) closes, so that the deflecting element (6) prevents a flow of a cooling medium in the circumferential direction (U) of the annular end part (2, 3) and deflects the cooling medium in the axial direction (A), - preferably the at least one annular end part (2, 3) comprises a plastic and / or an electrically insulating material. Stator (10) einer elektrischen Maschine mit Spulen (11) aufweisend: - eine Kühlungseinrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, - wobei die Kühlungseinrichtung (2) zwei kreisringförmige Abschlussteile (2, 3) umfasst, - wobei jeweils ein Abschlussteil (2, 3) an einer axialen Seite des Stators (10) und an dessen Spulen (11) angeordnet ist, - wobei der Spalt (7), der sich in axialer Richtung (A) zwischen zwei angrenzenden Spulen (11) erstreckt, mit einem Dichtungselement verschließbar ist, um den Austritt eines Kühlmediums, insbesondere eines Kühlfluides, zu unterbinden.Stator (10) of an electrical machine with coils (11) comprising: a cooling device (1) according to one of the preceding claims, - The cooling device (2) comprises two annular end parts (2, 3), - A respective end part (2, 3) is arranged on an axial side of the stator (10) and on its coils (11), - The gap (7), which extends in the axial direction (A) between two adjacent coils (11), can be closed with a sealing element in order to prevent the escape of a cooling medium, in particular a cooling fluid.
DE102018129897.8A 2018-11-27 2018-11-27 Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine Withdrawn DE102018129897A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018129897.8A DE102018129897A1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018129897.8A DE102018129897A1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102018129897A1 true DE102018129897A1 (en) 2020-05-28

Family

ID=70546325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018129897.8A Withdrawn DE102018129897A1 (en) 2018-11-27 2018-11-27 Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018129897A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022226555A1 (en) * 2021-04-27 2022-11-03 Andritz Hydro Gmbh Electrical machine
DE102021134614A1 (en) 2021-12-23 2023-06-29 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Rotor for an electric machine with coolant flow barriers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022226555A1 (en) * 2021-04-27 2022-11-03 Andritz Hydro Gmbh Electrical machine
DE102021134614A1 (en) 2021-12-23 2023-06-29 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Rotor for an electric machine with coolant flow barriers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2744075B1 (en) Electrically rotating machine
EP3422538A1 (en) Electrical machine and motor vehicle
DE102016118026B4 (en) Rotor, in particular rotor for an electrical machine, electrical machine and method for producing a rotor
DE102018129897A1 (en) Cooling device for cooling coils of a stator of an electrical machine
EP2930827A1 (en) Electric machine with flow cooling
CH657724A5 (en) GAS COOLED ROTOR FOR A TURBOG GENERATOR.
DE2342753C3 (en) Junction box for a multiphase dynamo-electric machine of high power
WO2020025358A1 (en) Cooling of an electrical machine
EP1283582B1 (en) Arrangement of inside cooled electric conductors, especially for a rotor of a generator
DE102019113091A1 (en) Guide device for a winding head of an electrical machine, cooling fluid flowing around and electrical machine
DE4021025C1 (en)
EP3484024A1 (en) Actuator
DE1138156B (en) Liquid-cooled, coreless reactor with disc winding
DE3245454A1 (en) TRANSFORMER WITH CONTROLLED COOLANT FLOW
WO2020239166A1 (en) Electric machine
WO2022033620A1 (en) Electric motor having a cooling device for active cooling of the winding portions within groove regions of a main body
DE1438335A1 (en) Improved cooling system for dynamo-electric machines
WO1999046846A1 (en) Ventilation system for the excitation winding of large salient-pole machines
DE102016205647B4 (en) Ring gate for a hydraulic machine and method for closing
WO2021185405A1 (en) Combined oil cooling concept for an electric machine with a rotor-integrated clutch, electric machine, drive train and method for cooling an electric machine
DE2836283C2 (en) Electrical device winding
DE19926741A1 (en) Liquid-metal plain bearing with cooling lance e.g. for X-ray tube
DE10260314A1 (en) Electrical machine with winding head cooling, has winding with conductors in winding head radially separated in layer and/or separated by distance piece with at least one radial cooling channel
DE102022208566A1 (en) Rotor of an asynchronous machine
DE850503C (en) Process for operating compressors with at least one cooler and compressor connected downstream of a stage for carrying out this process

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee