DE102019124209B4 - Cooling system for an electric motor - Google Patents
Cooling system for an electric motor Download PDFInfo
- Publication number
- DE102019124209B4 DE102019124209B4 DE102019124209.6A DE102019124209A DE102019124209B4 DE 102019124209 B4 DE102019124209 B4 DE 102019124209B4 DE 102019124209 A DE102019124209 A DE 102019124209A DE 102019124209 B4 DE102019124209 B4 DE 102019124209B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- end plate
- rotor
- outlet opening
- border
- section
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
- H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
- H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
Abstract
Kühlsystem (10) für einen Elektromotor umfassend einen Stator mit Wickelköpfen und einen Rotor (11) mit einer Rotorwelle (12), wobei der Rotor (11) zumindest eine Endscheibe (13) aufweist, wobei die zumindest eine Endscheibe (13) einen ersten Abschnitt (20a) aufweist, wobei die zumindest eine Endscheibe (13) in dem ersten Abschnitt (20a) kegelförmig um die Rotorwelle (12) ausgebildet ist, wobei der Rotor (11) ein Blechpaket (14) umfasst und die zumindest eine Endscheibe (13) zumindest eine Austrittsöffnung (17) aufweist, die eingerichtet ist, ein Kühlmittel aus dem Blechpaket (14) des Rotors (11) auszuleiten, wobei die zumindest eine Austrittsöffnung (17) eingerichtet ist, das ausströmende Kühlmittel gezielt aufzufächern und zu zerstäuben, wobei die zumindest eine Endscheibe (13) derart ausgestaltet ist, dass ein Abwurf eines Strahls des Kühlmittels zu einer axialen Auffächerung des Strahls führt und eine radiale Innenseite der Wickelköpfe des Stators gleichmäßig benetzt und gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Endscheibe (13) eine Umrandung (21) aufweist, wobei die Umrandung (21) den ersten Abschnitt (20a) der zumindest einen Endscheibe (13) ausgehend von der Rotorwelle (12) radial nach außen begrenzt, wobei die Umrandung (21) zumindest eine Hervorhebung (18) ausbildet, die symmetrisch um die zumindest eine Austrittsöffnung (17) ausgebildet ist, wobei die Hervorhebung (18) dreieckig ausgebildet ist, wobei das Dreieck derart zur Austrittsöffnung (17) angeordnet ist, dass ein austretender Ölvolumenstrom zentral auf einen Mittelpunkt des Dreiecks auftrifft.Cooling system (10) for an electric motor comprising a stator with winding heads and a rotor (11) with a rotor shaft (12), the rotor (11) having at least one end plate (13), the at least one end plate (13) having a first section (20a), the at least one end plate (13) in the first section (20a) being conically shaped around the rotor shaft (12), the rotor (11) comprising a laminated core (14) and the at least one end plate (13) has at least one outlet opening (17) which is set up to discharge a coolant from the laminated core (14) of the rotor (11), the at least one outlet opening (17) being set up to fanned out and atomize the outflowing coolant in a targeted manner, the at least an end plate (13) is designed in such a way that an ejection of a jet of the coolant leads to an axial fanning out of the jet and a radial inside of the end windings of the stator is evenly wetted and cooled rd, characterized in that the at least one end plate (13) has a border (21), the border (21) delimiting the first section (20a) of the at least one end plate (13) radially outward starting from the rotor shaft (12) , wherein the border (21) forms at least one highlight (18) which is formed symmetrically around the at least one outlet opening (17), the highlight (18) being triangular, the triangle being arranged in relation to the outlet opening (17), that an exiting oil volume flow hits a center point of the triangle centrally.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kühlsystem für einen Elektromotor umfassend einen Stator mit Wickelköpfen und einen Rotor mit einer Rotorwelle.The present invention relates to a cooling system for an electric motor comprising a stator with end windings and a rotor with a rotor shaft.
Im Stand der Technik sind Kühlsysteme für elektrische Maschinen mit direkter Ölkühlung im Aktivraum bekannt.In the prior art, cooling systems for electrical machines with direct oil cooling in the active space are known.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus dem gattungsgemäßen Dokument
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Aus dem Dokument
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein System bereitzustellen, die bzw. das eine Kühlleistung eines Elektromotors verbessert.The object of the present invention is to provide a device and a system which improve the cooling performance of an electric motor.
Diese Aufgabe wird durch ein Kühlsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Endscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungen sind Gegenstand der Beschreibung und Beschreibung der Figuren.This object is achieved by a cooling system with the features of claim 1 and by an end plate with the features of claim 6. Advantageous developments and designs are the subject of the description and description of the figures.
Gegenstand der Erfindung ist ein Kühlsystem für einen Elektromotor umfassend einen Stator mit Wickelköpfen und einen Rotor mit einer Rotorwelle, wobei der Rotor zumindest eine Endscheibe aufweist, wobei die zumindest eine Endscheibe einen ersten Abschnitt aufweist, wobei die zumindest eine Endscheibe in dem ersten Abschnitt kegelförmig um die Rotorwelle ausgebildet ist, wobei der Rotor ein Blechpaket umfasst und die zumindest eine Endscheibe zumindest eine Austrittsöffnung aufweist, die eingerichtet ist, ein Kühlmittel aus dem Blechpaket des Rotors auszuleiten, wobei die zumindest eine Austrittsöffnung eingerichtet ist, das ausströmende Kühlmittel gezielt aufzufächern und zu zerstäuben, wobei die zumindest eine Endscheibe derart ausgestaltet ist, dass ein Abwurf eines Strahls des Kühlmittels zu einer axialen Auffächerung des Strahls führt und eine radiale Innenseite der Wickelköpfe des Stators gleichmäßig benetzt und gekühlt wird.The invention relates to a cooling system for an electric motor comprising a stator with end turns and a rotor with a rotor shaft, the rotor having at least one end disk, the at least one end disk having a first section, the at least one end disk being conical in the first section the rotor shaft is formed, the rotor comprising a laminated core and the at least one end plate having at least one outlet opening which is set up to discharge a coolant from the laminated core of the rotor, the at least one outlet opening being set up to specifically fan out and atomize the outflowing coolant , wherein the at least one end disk is designed such that an ejection of a jet of the coolant leads to an axial fanning out of the jet and a radial inside of the end windings of the stator is evenly wetted and cooled.
Erfindungsgemäß weist die zumindest eine Endscheibe eine Umrandung auf, wobei die Umrandung den ersten Abschnitt der zumindest einen Endscheibe ausgehend von der Rotorwelle radial nach außen begrenzt, wobei die Umrandung zumindest eine Hervorhebung ausbildet, die symmetrisch um die zumindest eine Austrittsöffnung ausgebildet ist, wobei die Hervorhebung dreieckig ausgebildet ist, wobei das Dreieck in der Regel derart zur Austrittsöffnung angeordnet ist, dass ein austretender Ölvolumenstrom zentral auf einen Mittelpunkt des Dreiecks auftrifft.According to the invention, the at least one end plate has a border, the border delimiting the first section of the at least one end plate radially outward starting from the rotor shaft, the border forming at least one prominence which is formed symmetrically around the at least one outlet opening, the highlighting being triangular, the triangle usually being arranged in relation to the outlet opening in such a way that an exiting oil volume flow impinges centrally on a center point of the triangle.
Zumindest eine Endscheibe ist in der Regel aus einem Metall ausgebildet. Alternativ ist zumindest eine Endscheibe aus einem Kunststoff ausgebildet. At least one end plate is usually made of a metal. Alternatively, at least one end plate is made from a plastic.
Kegelförmig bedeutet dabei, dass der erste Abschnitt eine Kegelbasis und eine Kegelspitze aufweist, wobei die Kegelspitze vom Rotor fortweisend ausgebildet ist und die Kegelbasis zum Rotor hinweisend ausgebildet ist.Conical here means that the first section has a cone base and a cone tip, the cone tip pointing away from the rotor and the cone base pointing towards the rotor.
Ein Kühlmittel ist in der Regel ein Öl, welches als Ölvolumenstrom durch den Rotor fließt. Alternativ ist das Kühlmittel ein Kühlfluid bzw. eine Kühlflüssigkeit.A coolant is usually an oil that flows through the rotor as an oil volume flow. Alternatively, the coolant is a cooling fluid or a cooling liquid.
Die zumindest eine Austrittsöffnung ist mit mindestens einem Kanal des Blechpakets des Rotors verbunden, sodass ein Ölvolumenstrom, welcher über die Rotorwelle in den Elektromotor eingebracht ist, über Kanäle in das Blechpaket fließen kann und über das Blechpaket über die Austrittsöffnungen der Endscheibe aus dem Rotor austreten kann.The at least one outlet opening is connected to at least one channel of the laminated core of the rotor so that an oil volume flow, which is introduced into the electric motor via the rotor shaft, can flow into the laminated core via channels and can exit the rotor via the laminated core via the outlet openings of the end plate .
In einer Ausführungsform umfasst die zumindest eine Endscheibe zumindest sechs Austrittsöffnungen, wobei die Austrittsöffnungen radial um die Rotorwelle in der Endscheibe in gleichmäßigen Abständen ausgebildet sind.In one embodiment, the at least one end plate comprises at least six outlet openings, the outlet openings being formed radially around the rotor shaft in the end plate at uniform intervals.
Das erfindungsgemäße Kühlsystem bietet den Vorteil, dass ein gezielter Abwurf eines Rotor-Ölvolumenstroms auf eine Innenseite der Wickelköpfe des Stators des Kühlsystems eingerichtet ist. Die vorliegende Erfindung kombiniert somit eine Anwendung einer Rotor-Innen-Kühlung mit Öl mit einem gezielten Abwurf eines Rotor-Ölvolumenstroms auf die Innenseite der Stator-Wickelköpfe, um dort eine zusätzliche Kühlwirkung zu entfalten und die Kühlwirkung dort gleichmäßiger zu gestalten. Durch den direkten Kühlmittelvolumenstrom bzw. Ölvolumenstrom erfolgt eine bessere Kühlung des Wickelkopfes. Zudem liegt durch die Auffächerung des Ölvolumenstroms eine geringere Erosionsgefahr am Wickelkopf des Stators vor.The cooling system according to the invention offers the advantage that a targeted discharge of a rotor oil volume flow onto an inside of the end windings of the stator of the cooling system is set up. The present invention thus combines an application of internal rotor cooling with oil with a targeted discharge of a rotor oil volume flow onto the inside of the stator end windings in order to develop an additional cooling effect there and to make the cooling effect more even there. The direct coolant volume flow or oil volume flow results in better cooling of the end winding. In addition, the fanning out of the oil volume flow means that there is less risk of erosion on the end winding of the stator.
In einer Weiterbildung ist die zumindest eine Austrittsöffnung in dem ersten Abschnitt der zumindest einen Endscheibe ausgebildet. Die zumindest eine Austrittsöffnung ist dabei in der Regel an der Kegelbasis der zumindest einen kegelförmig ausgestalteten Endscheibe und somit am Rand des ersten Abschnittes ausgebildet. Die Austrittsöffnung ist in der Regel oval ausgestaltet. In einer alternativen Ausführungsformen ist die Austrittsöffnung kreisförmig oder eckig ausgebildet.In a further development, the at least one outlet opening is formed in the first section of the at least one end plate. The at least one outlet opening is generally formed on the cone base of the at least one conically configured end disk and thus on the edge of the first section. The outlet opening is generally oval in shape. In an alternative embodiment, the outlet opening is circular or angular.
Die Austrittsöffnung der zumindest einen Endscheibe ist derart ausgebildet, dass ein Abwurf des Ölvolumenstroms zu einer axialen Auffächerung des Ölvolumenstroms führt und die radiale Innenseite der Wickelköpfe des Stators gleichmäßig benetzt und dadurch gekühlt wird. Durch das erfindungsgemäße Kühlsystem mit der zumindest einen Endscheibe wird somit ein Ölvolumenstrom gezielt auf die Wickelköpfe zugeführt und vor Erreichen der Wickelköpfe aufgefächert, um eine Geschwindigkeit des ausströmenden Ölvolumenstroms, der auf die Wickelköpfe auftrifft, zu reduzieren.The outlet opening of the at least one end plate is designed in such a way that shedding the oil volume flow leads to an axial fanning out of the oil volume flow and the radial inside of the end windings of the stator is evenly wetted and thereby cooled. The cooling system according to the invention with the at least one end disk thus supplies an oil volume flow specifically to the end windings and fanned it out before reaching the end windings in order to reduce a speed of the outflowing oil volume flow that hits the end windings.
In einer Ausführungsform umfasst die zumindest eine Endscheibe sechs Austrittsöffnungen, wobei die Austrittsöffnungen in gleich bleibenden Abschnitten spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind.In one embodiment, the at least one end plate comprises six outlet openings, the outlet openings being arranged mirror-symmetrically to one another in sections that remain the same.
In weiterer Ausgestaltung ist die Umrandung in der Regel als zweiter Abschnitt der Endscheibe ausgebildet, wobei die Umrandung an der Kegelbasis der kegelförmigen Endscheibe ausgebildet ist. Die Umrandung ist dabei in der Regel kreisförmig um den ersten Abschnitt der Endscheibe ausgebildet. Die Umrandung der zumindest einen Endscheibe ist in der Regel derart eingerichtet und ausgebildet, dass ein Abwurf eines Strahls des Kühlmittels eines Ölvolumenstroms zu einer axialen Auffächerung des Ölvolumenstroms führt und eine radiale Innenseite der Wickelköpfe des Stators gleichmäßig benetzt und gekühlt wird.In a further embodiment, the border is usually designed as a second section of the end plate, the border being formed on the cone base of the conical end plate. The border is generally circular around the first section of the end disk. The border of the at least one end disk is usually set up and designed in such a way that a jet of the coolant of an oil volume flow is ejected to an axial fanning out of the oil volume flow and a radial inside of the end windings of the stator is evenly wetted and cooled.
In Ausgestaltung ist die Umrandung zumindest bereichsweise ausgebildet. In der Regel ist die Umrandung jeweils zumindest um eine Austrittsöffnung ausgebildet. Dies bietet den Vorteil, dass an der Position des Ölvolumenstromaustritts eine Auffächerung des Ölvolumenstroms durch die Umrandung erzielbar ist. Durch die derartige spezielle Geometrie der Endscheibe kann erreicht werden, dass der Abwurf des Ölvolumenstroms derart geschieht, dass es zu einer axialen Auffächerung des Ölvolumenstroms kommt. Durch das Auffächern des Ölvolumenstroms kommt es auch zu weniger lokaler Konzentration eines Einschlages des Ölvolumenstroms auf die Wickelköpfe des Stators, wodurch sich die Gefahr von Erosion am Wickelkopf reduziert.In one embodiment, the border is formed at least in some areas. As a rule, the border is formed around at least one outlet opening. This offers the advantage that, at the position of the oil volume flow outlet, the oil volume flow can be fanned out through the border. Such a special geometry of the end plate can ensure that the oil volume flow is shed in such a way that the oil volume flow is fanned out axially. By fanning out the oil volume flow, there is also less local concentration of an impact of the oil volume flow on the end windings of the stator, which reduces the risk of erosion on the end winding.
Erfindungsgemäß ist die Hervorhebung dreieckig ausgebildet, wobei das Dreieck in der Regel derart zur Austrittsöffnung angeordnet ist, dass ein austretender Ölvolumenstrom zentral auf den Mittelpunkt des Dreiecks auftrifft. Die Spitze des Dreiecks ist dabei eingerichtet, den auftreffenden Ölvolumenstrom zu leiten, aufzufächern und zu zerstäuben. In der Regel weist zumindest eine Endscheibe jeweils eine Hervorhebung auf, die symmetrisch jeweils um eine Austrittsöffnung ausgebildet ist.According to the invention, the highlighting is triangular, the triangle usually being arranged in relation to the outlet opening in such a way that an emerging oil volume flow hits the center of the triangle centrally. The tip of the triangle is set up to guide, fan out and atomize the impinging oil volume flow. As a rule, at least one end plate has each a highlight, which is formed symmetrically around an outlet opening.
In einer Ausführungsform weist die Endscheibe sechs Austrittsöffnungen auf, wobei um jede Austrittsöffnung axial jeweils eine dreieckig ausgebildete Hervorhebung angeordnet ist. D. h. die Hervorhebungen sind in der Regel in einem gleichbleibenden Radius um den ersten Abschnitt der Endscheibe herum ausgebildet. Dabei treten die Hervorhebungen lediglich bei Austrittsöffnungen auf.In one embodiment, the end plate has six outlet openings, a triangular protrusion being arranged axially around each outlet opening. I. E. the highlights are usually formed in a constant radius around the first section of the end plate. The highlights only occur in the case of outlet openings.
In einer weiteren Weiterbildung ist jeweils eine Endscheibe an jeweils einem Ende des Blechpakets angeordnet. Die Anordnung jeweils einer Endscheibe an jeweils einem Ende des Blechpakets des Rotors bietet den Vorteil, dass die Kühlleistung einer Endscheibe durch die Verwendung einer zweiten Endscheibe verstärkt werden kann.In a further development, an end plate is arranged at each end of the laminated core. The arrangement of one end plate at each end of the laminated core of the rotor offers the advantage that the cooling capacity of one end plate can be increased by using a second end plate.
In Ausgestaltung weist das Blechpaket zumindest einen Kanal auf, der eingerichtet ist, ein Kühlmittel in Richtung zumindest einer Austrittsöffnung einer jeweiligen Endscheibe zu führen. Das Blechpaket wird in der Regel durch Kanäle von der Rotorwelle mit einem Ölvolumenstrom gespeist. Das Blechpaket wiederum umfasst zumindest einen Kanal, der eingerichtet ist, den Ölvolumenstrom durch das Blechpaket zu mindestens einer der Endscheiben zu führen. Der mindestens eine Kanal des Blechpakets ist in der Regel mit zumindest einer Austrittsöffnung der jeweiligen Endscheibe verbunden. Die Zufuhr des Öls bzw. des Ölvolumenstroms erfolgt somit über die einzelnen Kanäle des Blechpakets. Die Geometrie der Kanäle beschränkt dabei die Zufuhr des Kühlmittels tangential. In der Regel findet keine zusätzliche Beschränkung der Zufuhr über die Kanalgeometrie hinaus statt.In one embodiment, the laminated core has at least one channel which is set up to guide a coolant in the direction of at least one outlet opening of a respective end disk. The laminated core is usually fed with an oil volume flow through channels on the rotor shaft. The laminated core in turn comprises at least one channel which is set up to guide the oil volume flow through the laminated core to at least one of the end plates. The at least one channel of the laminated core is generally connected to at least one outlet opening of the respective end disk. The oil or the oil volume flow is thus supplied via the individual channels of the laminated core. The geometry of the channels limits the supply of the coolant tangentially. As a rule, there is no additional restriction on the supply beyond the channel geometry.
In der Regel umfasst das Blechpaket zumindest zwei Kanäle, wobei ein erster Kanal eingerichtet ist, einen Ölvolumenstrom zu einer ersten Endscheibe zu führen und ein zweiter Kanal eingerichtet ist, einen Ölvolumenstrom zu einer zweiten Endscheibe zu führen.As a rule, the laminated core comprises at least two channels, a first channel being set up to guide an oil volume flow to a first end disk and a second channel being set up to guide an oil volume flow to a second end disk.
Gegenstand der Erfindung ist des Weiteren eine Endscheibe für einen Rotor eines Elektromotors umfassend einen Stator mit Wickelköpfen und den Rotor mit einer Rotorwelle, wobei die Endscheibe einen ersten Abschnitt aufweist, wobei die Endscheibe in dem ersten Abschnitt kegelförmig ausgebildet ist und wobei die Endscheibe zumindest eine Austrittsöffnung aufweist, die eingerichtet ist, ein Kühlmittel aus dem Rotor auszuleiten, wobei die zumindest eine Austrittsöffnung eingerichtet ist, den ausströmenden Ölvolumenstrom bzw. das Kühlmittel gezielt aufzufächern und zu zerstäuben. Die Endscheibe ist dabei jeweils auf einem Ende des Rotors ausgebildet. Dabei ist die Endscheibe eingerichtet, ein Blechpaket des Rotors abzudecken.The invention also relates to an end plate for a rotor of an electric motor comprising a stator with winding heads and the rotor with a rotor shaft, the end plate having a first section, the end plate being conical in the first section and the end plate having at least one outlet opening which is set up to discharge a coolant from the rotor, wherein the at least one outlet opening is set up to specifically fan out and atomize the outflowing oil volume flow or the coolant. The end disk is formed on one end of the rotor. The end disk is set up to cover a laminated core of the rotor.
Erfindungsgemäß, weist die Endscheibe zumindest eine Umrandung auf, wobei die Umrandung den ersten Abschnitt der Endscheibe radial nach außen begrenzt und zumindest eine Hervorhebung ausbildet, die symmetrisch um die zumindest eine Austrittsöffnung ausgebildet ist, wobei die Hervorhebung dreieckig ausgebildet ist, wobei das Dreieck derart zur Austrittsöffnung angeordnet ist, dass ein austretender Ölvolumenstrom zentral oder im Bereich der Dreiecksspitze auf die Hervorhebung auftrifft.According to the invention, the end plate has at least one border, the border delimiting the first section of the end plate radially outward and forming at least one highlight which is formed symmetrically around the at least one outlet opening, the highlight being triangular, the triangle such as to The outlet opening is arranged so that an exiting oil volume flow hits the highlight centrally or in the region of the triangle tip.
Kegelförmig bedeutet dabei, dass der erste Abschnitt eine Kegelbasis und eine Kegelspitze aufweist, wobei die Kegelspitze vom Rotor fortweisend ausgebildet ist und die Kegelbasis zum Rotor hinweisend ausgebildet ist. Dabei ist der erste Abschnitt in Richtung der Kegelspitze bis zur Rotorwelle konisch zulaufend ausgebildet.Conical here means that the first section has a cone base and a cone tip, the cone tip pointing away from the rotor and the cone base pointing towards the rotor. The first section is designed to taper conically in the direction of the cone tip up to the rotor shaft.
Die Endscheibe ist in der Regel aus einem Metall ausgebildet. Alternativ ist die Endscheibe aus einem Kunststoff ausgebildet. Die zumindest eine Austrittsöffnung ist mit mindestens einem Kanal des Blechpakets des Rotors verbunden. Ein Ölvolumenstrom, welcher über die Rotorwelle in den Elektromotor eingebracht ist, kann somit über Kanäle in das Blechpaket fließen und über das Blechpaket über die Austrittsöffnungen aus der Endscheibe austreten. In einer Ausführungsform umfasst die Endscheibe zumindest sechs Austrittsöffnungen, wobei die Austrittsöffnungen radial um die Rotorwelle in der Endscheibe in gleichmäßigen Abständen ausgebildet sind.The end disk is usually made of a metal. Alternatively, the end plate is made from a plastic. The at least one outlet opening is connected to at least one channel of the laminated core of the rotor. An oil volume flow, which is introduced into the electric motor via the rotor shaft, can thus flow into the laminated core via channels and exit the end plate via the laminated core via the outlet openings. In one embodiment, the end plate comprises at least six outlet openings, the outlet openings being formed radially around the rotor shaft in the end plate at uniform intervals.
Die erfindungsgemäße Endscheibe bietet den Vorteil, dass ein gezielter Abwurf eines Rotor-Ölvolumenstroms auf eine Innenseite der Wickelköpfe des Stators des Kühlsystems erzielbar ist. Die Endscheibe ermöglicht somit die Kombination einer Rotor-Innen-Kühlung mit Öl mit einem gezielten Abwurf eines Rotor-Ölvolumenstroms auf die Innenseite der Stator-Wickelköpfe, um dort eine zusätzliche Kühlwirkung zu entfalten und die Kühlwirkung dort gleichmäßiger zu gestalten. Durch den direkten Ölvolumenstrom aus dem Blechpaket erfolgt eine bessere Kühlung des Wickelkopfes. Zudem liegt durch die Auffächerung des Ölvolumenstroms eine geringere Erosionsgefahr am Wickelkopf des Stators vor.The end disk according to the invention offers the advantage that a targeted discharge of a rotor oil volume flow onto an inside of the end windings of the stator of the cooling system can be achieved. The end plate thus enables the combination of internal rotor cooling with oil with a targeted discharge of a rotor oil volume flow onto the inside of the stator end windings in order to develop an additional cooling effect there and to make the cooling effect more even there. The direct oil volume flow from the laminated core results in better cooling of the winding head. In addition, the fanning out of the oil volume flow means that there is less risk of erosion on the end winding of the stator.
Die Umrandung ist in der Regel als zweiter Abschnitt der Endscheibe eigerichtet und ist in der Regel an der Kegelbasis der kegelförmigen Endscheibe zumindest bereichsweise ausgebildet. Die Umrandung ist in der Regel kreisförmig um den ersten Abschnitt der Endscheibe ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltung ist die Endscheide oval oder gezackt ausgebildet oder weist eine andere geometrische Form auf. Die Umrandung der Endscheibe ist in der Regel derart eingerichtet und ausgebildet, dass ein Abwurf eines Ölvolumenstroms zu einer axialen Auffächerung des Ölvolumenstroms führt und die Innenseite der radialen Wickelköpfe des Stators gleichmäßig benetzt und gekühlt wird.The border is usually aligned as a second section of the end plate and is usually formed at least in some areas on the cone base of the conical end plate. The border is generally circular around the first section of the end disk. In an alternative embodiment, the end sheath is oval or serrated or has a different one geometric shape. The edge of the end disk is usually set up and designed in such a way that shedding an oil volume flow leads to an axial fanning out of the oil volume flow and the inside of the radial end windings of the stator is evenly wetted and cooled.
Durch die derartige spezielle Geometrie der Endscheibe kann erreicht werden, dass der Abwurf des Ölvolumenstroms derart geschieht, dass es zu einer axialen Auffächerung des Ölvolumenstroms kommt. Durch das Auffächern kommt es zu einer geringeren lokalen Konzentration eines Aufschlages bzw. Einschlages des Ölvolumenstroms und somit reduziert sich die Gefahr von Erosion an den Wickelköpfen des Stators.Such a special geometry of the end plate can ensure that the oil volume flow is shed in such a way that the oil volume flow is fanned out axially. The fanning out results in a lower local concentration of an impact or impact of the oil volume flow and thus the risk of erosion on the end windings of the stator is reduced.
Die Umrandung ist in der Regel als dreieckige Hervorhebung ausgebildet, wobei das Dreieck derart zur Austrittsöffnung angeordnet ist, dass ein austretender Ölvolumenstrom zentral oder im Bereich der Dreiecksspitze auf die Hervorhebung auftrifft. Die Spitze des Dreiecks ist dabei eingerichtet, den auftreffenden Ölvolumenstrom zu leiten, aufzufächern und zu zerstäuben. In einer Ausführungsform weist die Endscheibe sechs Austrittsöffnungen auf, wobei um jede Austrittsöffnung axial jeweils eine dreieckig ausgebildete Hervorhebung angeordnet ist. D. h. die Hervorhebungen sind in der Regel in einem gleichbleibenden Radius um den ersten Abschnitt der Endscheibe herum ausgebildet. Dabei treten die Hervorhebungen lediglich bei Austrittsöffnungen auf.The border is usually designed as a triangular highlight, the triangle being arranged in relation to the outlet opening in such a way that an exiting oil volume flow hits the highlight centrally or in the area of the triangle tip. The tip of the triangle is set up to guide, fan out and atomize the impinging oil volume flow. In one embodiment, the end plate has six outlet openings, a triangular protrusion being arranged axially around each outlet opening. I. E. the highlights are usually formed in a constant radius around the first section of the end plate. The highlights only occur in the case of outlet openings.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben, wobei gleiche Komponenten mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet sind. Es zeigt:
-
1 eine Seitenansicht einer Teilansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlsystems für einen Elektromotor, -
2 eine perspektivische Seitenansicht auf einen - in1 gezeigten - Rotor mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Endscheibe, -
3 eine Simulation eines berechneten Abwurfverhaltens eines Ölvolumenstroms des - in den1 und2 gezeigten - Kühlsystems.
-
1 a side view of a partial view of an embodiment of a cooling system according to the invention for an electric motor, -
2 a perspective side view of one - in1 shown - rotor with an embodiment of an end disk according to the invention, -
3 a simulation of a calculated ejection behavior of an oil volume flow of the - in the1 and2 shown - cooling system.
Dargestellt ist ein Teil des Rotors
Die Kanäle
In der vorliegenden Ausführungsform ist dargestellt, dass das Kühlsystem
Die Endscheibe
Die kegelförmige Endscheibe
Die Endscheibe
Dargestellt ist ferner, dass die Endscheibe
Die zumindest eine Austrittsöffnung
Dabei zeigt
An den ersten Abschnitt
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- KühlsystemCooling system
- 1111th
- Rotorrotor
- 1212th
- Rotorwelle/HohlwelleRotor shaft / hollow shaft
- 1313th
- EndscheibeEnd disk
- 1414th
- BlechpaketLaminated core
- 15a, 15b15a, 15b
- Enden des RotorsEnds of the rotor
- 1616
- Kanalchannel
- 1717th
- AustrittsöffnungenOutlet openings
- 1818th
- HervorhebungEmphasis
- 1919th
- ÖlführungOil guide
- 20a20a
- erster Abschnittfirst section
- 2121
- UmrandungBorder
- 2222nd
- Kanälechannels
- 2323
- KegelbasisCone base
- 2424
- KegelspitzeCone point
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019124209.6A DE102019124209B4 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Cooling system for an electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019124209.6A DE102019124209B4 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Cooling system for an electric motor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102019124209A1 DE102019124209A1 (en) | 2021-03-11 |
DE102019124209B4 true DE102019124209B4 (en) | 2021-12-09 |
Family
ID=74645026
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102019124209.6A Active DE102019124209B4 (en) | 2019-09-10 | 2019-09-10 | Cooling system for an electric motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019124209B4 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021213253A1 (en) | 2021-11-25 | 2023-05-25 | Zf Friedrichshafen Ag | Rotor assembly for an electrical machine and electrical machine with the rotor assembly |
DE102022122776A1 (en) | 2022-09-08 | 2024-03-14 | Voith Patent Gmbh | Engine with cooling system |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009273285A (en) | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | Motor |
US20140077632A1 (en) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Remy Technologies, Llc | Electric machine with thermal transfer by liquid |
DE102013020332A1 (en) | 2013-12-04 | 2014-07-31 | Daimler Ag | Electric machine i.e. asynchronous machine, for use in drive train of e.g. hybrid vehicle, has shaft comprising outlet opening for guiding coolant from channel of shaft to surrounding of shaft, and duct element comprising flow opening |
CN104821671A (en) | 2015-05-19 | 2015-08-05 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | Compact-type rotor structure with rotor wind path |
DE102015223631A1 (en) | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Thyssenkrupp Ag | Built rotor hollow shaft with Kühlmediumverteilelement |
DE102017108736A1 (en) | 2016-04-26 | 2017-10-26 | Ford Global Technologies, Llc | ROTORENDKAPPE |
DE102016208770A1 (en) | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Magna powertrain gmbh & co kg | Electric machine |
-
2019
- 2019-09-10 DE DE102019124209.6A patent/DE102019124209B4/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009273285A (en) | 2008-05-09 | 2009-11-19 | Toyota Motor Corp | Motor |
US20140077632A1 (en) | 2012-09-14 | 2014-03-20 | Remy Technologies, Llc | Electric machine with thermal transfer by liquid |
DE102013020332A1 (en) | 2013-12-04 | 2014-07-31 | Daimler Ag | Electric machine i.e. asynchronous machine, for use in drive train of e.g. hybrid vehicle, has shaft comprising outlet opening for guiding coolant from channel of shaft to surrounding of shaft, and duct element comprising flow opening |
CN104821671A (en) | 2015-05-19 | 2015-08-05 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | Compact-type rotor structure with rotor wind path |
DE102015223631A1 (en) | 2015-11-30 | 2017-06-01 | Thyssenkrupp Ag | Built rotor hollow shaft with Kühlmediumverteilelement |
DE102017108736A1 (en) | 2016-04-26 | 2017-10-26 | Ford Global Technologies, Llc | ROTORENDKAPPE |
DE102016208770A1 (en) | 2016-05-20 | 2017-11-23 | Magna powertrain gmbh & co kg | Electric machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102019124209A1 (en) | 2021-03-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1649575B1 (en) | Electric machine with rotor cooling | |
DE102016208770B4 (en) | Electric machine | |
DE102019124209B4 (en) | Cooling system for an electric motor | |
WO2003019750A1 (en) | Electric machine, especially a generator for motor vehicles | |
DE112016002202B4 (en) | Electric rotary machine | |
EP2930827B1 (en) | Electric machine with flow cooling | |
DE112011103032T5 (en) | An electric machine comprising a stator with a stator sleeve and method for cooling a stator | |
DE3490363T1 (en) | Rotating electric machine | |
DE102019216125A1 (en) | Stator for an electrical machine | |
DE102016210930B4 (en) | Electric machine | |
DE102013207241A1 (en) | Electric machine with improved cooling of the winding head | |
EP4087095A1 (en) | Electric machine with rotor cooling | |
DE102019219554A1 (en) | Fan wheel for a rotor and electrical machine | |
DE102008001618A1 (en) | Electric machine with a cooling device | |
EP3739731A1 (en) | Guiding device for a winding head of an electric machine comprising cooling fluid and electric machine | |
EP1702397B1 (en) | Claw pole rotor for an electrical machine | |
EP2982024B1 (en) | Housing for an electrical machine | |
DE102016211593A1 (en) | Electric machine | |
DE69908995T2 (en) | Rotating electrical machine | |
EP1062719A1 (en) | Ventilation system for the excitation winding of large salient-pole machines | |
DE102020107116A1 (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 | |
DE102021122065B3 (en) | Brush holder for holding at least two brushes for a sliding contact arrangement, electrical machine and motor vehicle | |
DE102019113159A1 (en) | Electric machine with oil cooling | |
DE102020114604A1 (en) | Rotary electric machine and drive assembly | |
DE102021211303A1 (en) | Device for distributing cooling medium in a winding overhang of an electrical machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |