DE102019128714A1 - External rotor motor with a waveguide winding - Google Patents

External rotor motor with a waveguide winding Download PDF

Info

Publication number
DE102019128714A1
DE102019128714A1 DE102019128714.6A DE102019128714A DE102019128714A1 DE 102019128714 A1 DE102019128714 A1 DE 102019128714A1 DE 102019128714 A DE102019128714 A DE 102019128714A DE 102019128714 A1 DE102019128714 A1 DE 102019128714A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coolant
electrical machine
motor housing
electric machine
winding
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.)
Granted
Application number
DE102019128714.6A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102019128714B4 (en
Inventor
Michael Naderer
Nikolaus Schweinert
Manuel Hartong
Markus Erlacher
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.)
Dynamic E Flow GmbH
Original Assignee
Dynamic E Flow GmbH
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 Dynamic E Flow GmbH filed Critical Dynamic E Flow GmbH
Priority to DE102019128714.6A priority Critical patent/DE102019128714B4/en
Publication of DE102019128714A1 publication Critical patent/DE102019128714A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102019128714B4 publication Critical patent/DE102019128714B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H02K3/22Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors consisting of hollow conductors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786Outer rotors
    • H02K1/2787Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2791Surface mounted magnets; Inset magnets
    • 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

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) in Form eines Außenläufers mit: einem innen liegenden Stator (2), einem außen liegenden Läufer (3), der den Stator umgibt, und einem Motorgehäuse (5). Die erfindungsgemäße elektrische Maschine (1) umfasst ferner mehrere als Hohlleiter ausgebildete Spulen (16), welche die Wicklung der elektrischen Maschine (1) bilden und jeweils Teil eines Kühlkreislaufs der elektrischen Maschine (1) sind, wobei die Spulen (16) einen hohlen Innenraum aufweisen, durch den ein Kühlmittel gepumpt wird, sowie wenigstens eine Kühlmittelpumpe (13) zum Pumpen des Kühlmittels durch die Spulen (16), wobei die Kühlmittelpumpe (13) in einem Raum innerhalb des Motorgehäuses (5) angeordnet ist.The invention relates to an electrical machine (1) in the form of an external rotor with: an internal stator (2), an external rotor (3) which surrounds the stator, and a motor housing (5). The electrical machine (1) according to the invention further comprises several coils (16) designed as waveguides, which form the winding of the electrical machine (1) and are each part of a cooling circuit of the electrical machine (1), the coils (16) having a hollow interior through which a coolant is pumped, and at least one coolant pump (13) for pumping the coolant through the coils (16), the coolant pump (13) being arranged in a space within the motor housing (5).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine in Form eines Außenläufers mit einem innen liegenden Stator, einem außen liegenden Läufer, der um den Stator herum rotiert, und mehreren als Hohlleiter ausgebildeten Spulen zur Erzeugung eines magnetischen Feldes, wobei die Spulen jeweils Teil eines Kühlkreislaufs der elektrischen Maschine sind.The invention relates to an electrical machine in the form of an external rotor with an internal stator, an external rotor that rotates around the stator, and several coils designed as waveguides for generating a magnetic field, the coils each being part of a cooling circuit of the electrical machine are.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Elektrische Maschinen mit einer Hohlleiterwicklung sind aus dem Stand der Technik in verschiedensten Ausführungen bekannt. Die Spulen solcher Maschinen bestehen aus rohrförmigen Elementen mit einem durchgehenden Kanal, durch den ein Kühlmittel fließt, um die Wicklung im Betrieb zu kühlen. Die Hohlleiterwicklung ist in der Regel im Stator der elektrischen Maschinen angeordnet, da in diesem Fall kein hydraulischer Übergang zwischen bewegten und unbewegten Teilen im Kühlmittelkreislauf vorhanden ist. Die Abdichtung des Kühlmittelkreislaufs ist somit wesentlich einfacher zu gestalten.Various designs of electrical machines with a waveguide winding are known from the prior art. The coils of such machines consist of tubular elements with a continuous channel through which a coolant flows in order to cool the winding during operation. The waveguide winding is usually arranged in the stator of the electrical machine, since in this case there is no hydraulic transition between moving and stationary parts in the coolant circuit. The sealing of the coolant circuit can thus be made much easier.

Aus der DE 10 2014 201 305 A1 ist zum Beispiel ein Elektromotor bekannt, der einen Stator mit einer Vielzahl von Hohlleiterspulen aufweist, die jeweils einen Fluideingang und einen Fluidausgang mit entsprechenden Anschlüssen aufweisen. Die im Stator angeordneten Hohlleiterspulen sind an einen Verteiler- bzw. Sammelkanal angeschlossen, über den das Kühlmittel zu- bzw. abgeführt wird. Ein ähnliches Kühlkonzept zum Kühlen eines Stators ist auch aus der DE 10 2013 205 418 A1 bekannt. Bei dem dort offenbarten Elektromotor sind die einzelnen Hohlleiterspulen ebenfalls über einen gemeinsamen Verteil- bzw. Sammelkanal an einen Kühlkreislauf angeschlossen.From the DE 10 2014 201 305 A1 For example, an electric motor is known which has a stator with a plurality of waveguide coils, each of which has a fluid inlet and a fluid outlet with corresponding connections. The waveguide coils arranged in the stator are connected to a distribution or collecting channel through which the coolant is supplied or discharged. A similar cooling concept for cooling a stator is also from the DE 10 2013 205 418 A1 known. In the electric motor disclosed there, the individual waveguide coils are also connected to a cooling circuit via a common distribution or collecting channel.

Ein Außenläufer ist eine rotierende elektrische Maschine, bei der sich der Stator im Inneren der elektrischen Maschine befindet und vom Rotor (Läufer) außen umgeben wird. Aufgrund ihrer speziellen Konstruktion ist es schwierig, Außenläufer zu kühlen, da der Stator vom rotierenden Rotor umgeben wird. Das Kühlmittel kann daher nur schwer von außen zum Stator geleitet werden.An external rotor is a rotating electrical machine in which the stator is located inside the electrical machine and is surrounded by the rotor (armature) on the outside. Due to their special design, it is difficult to cool external rotors because the stator is surrounded by the rotating rotor. The coolant can therefore only be fed with difficulty from the outside to the stator.

AUFGABE DER ERFINDUNGOBJECT OF THE INVENTION

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Außenläufer mit einer Hohlleiterwicklung zu schaffen, der besonders kompakt und einfach aufgebaut ist.It is therefore an object of the present invention to create an external rotor with a waveguide winding that is particularly compact and simple in construction.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im unabhängigen Anspruch 1 genannten Merkmale. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved according to the invention by the features mentioned in independent claim 1. Further embodiments of the invention emerge from the subclaims.

Gemäß der Erfindung wird ein Außenläufer vorgeschlagen, der in bekannter Weise einen innen liegenden Stator, einen außen liegenden Läufer, der den Stator umgibt, und ein Motorgehäuse aufweist. Der Stator des Außenläufers hat ferner wenigstens eine als Hohlleiter ausgebildete Spule, welche die Wicklung der elektrischen Maschine bildet und ein Teil eines Kühlkreislaufs der elektrischen Maschine ist, wobei die Spule(n) einen hohlen Innenraum aufweisen, durch den ein Kühlmittel gepumpt wird. Gemäß der Erfindung ist wenigstens eine Kühlmittelpumpe vorgesehen, die das Kühlmittel durch die Spule bzw. Spulen pumpt. Die Kühlmittelpumpe ist dabei in einem Raum innerhalb des Motorgehäuses, vorzugsweise innerhalb des Rotors, angeordnet. Dadurch, dass die Pumpe(n) in der elektrischen Maschine integriert ist/sind, kann die elektrische Maschine besonders einfach und kompakt gebaut werden.According to the invention, an external rotor is proposed which, in a known manner, has an internal stator, an external rotor which surrounds the stator, and a motor housing. The stator of the external rotor also has at least one coil designed as a waveguide, which forms the winding of the electrical machine and is part of a cooling circuit of the electrical machine, the coil (s) having a hollow interior through which a coolant is pumped. According to the invention, at least one coolant pump is provided which pumps the coolant through the coil or coils. The coolant pump is arranged in a space within the motor housing, preferably within the rotor. Because the pump (s) is / are integrated in the electrical machine, the electrical machine can be built in a particularly simple and compact manner.

Die Kühlmittelpumpe ist vorzugsweise mit der Motorwelle gekoppelt und wird von dieser angetrieben. Ein zusätzlicher Antrieb für die Kühlmittelpumpe ist somit nicht erforderlich. Zwischen der Motorwelle und der Kühlmittelpumpe kann ein Getriebe vorgesehen sein.The coolant pump is preferably coupled to the motor shaft and is driven by this. An additional drive for the coolant pump is therefore not required. A transmission can be provided between the motor shaft and the coolant pump.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst das Motorgehäuse wenigstens einen Kühlmittelkanal, durch den das von den Spulen aufgeheizte Kühlmittel geleitet wird. Das Motorgehäuse bildet somit einen Wärmetauscher, der die im Inneren der elektrischen Maschine erzeugte Verlustwärme nach außen abführt.According to a special embodiment of the invention, the motor housing comprises at least one coolant channel through which the coolant heated by the coils is passed. The motor housing thus forms a heat exchanger which dissipates the heat loss generated inside the electrical machine to the outside.

Das Motorgehäuse ist vorzugsweise aus mehreren Gehäuseelementen gebildet, die entlang eines Außenumfangs der elektrischen Maschine, Seite an Seite angeordnet sind. Die einzelnen Gehäuseelemente können z. B. plattenförmig ausgebildet sein. Das Motorgehäuse umfasst in diesem Fall vorzugsweise eine Vielzahl plattenförmiger Elemente, die Seite an Seite in Form eines Rings angeordnet sind. Die plattenförmigen Elemente können z. B. L-förmig ausgebildet sein.The motor housing is preferably formed from a plurality of housing elements which are arranged side by side along an outer circumference of the electrical machine. The individual housing elements can, for. B. be plate-shaped. In this case, the motor housing preferably comprises a plurality of plate-shaped elements which are arranged side by side in the form of a ring. The plate-shaped elements can, for. B. be L-shaped.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zwischen jeweils zwei aneinander angrenzenden Gehäuseelementen wenigstens ein Kühlmittelkanal ausgebildet. Ein Kühlmittelkanal kann z. B. dadurch realisiert werden, dass in einer oder beiden Seitenflächen zweier aneinander angrenzender Gehäuseelemente eine Ausnehmung, wie z. B. eine Rinne oder Nut vorgesehen ist.According to a preferred embodiment of the invention, at least one coolant channel is formed between two adjacent housing elements. A coolant channel can, for. B. can be realized that in one or both side surfaces of two adjacent housing elements a recess, such as. B. a groove or groove is provided.

Der bzw. die im Motorgehäuse vorgesehenen Kühlmittelkanäle verlaufen vorzugsweise jeweils in einer Ebene, die quer zur Umfangsrichtung liegt.The coolant channel or channels provided in the motor housing preferably each run in a plane that is transverse to the circumferential direction.

Als Kühlmittel kann beispielsweise ein Öl, Therminol, Galden oder Kohlstoffdioxid verwendet werden.An oil, Therminol, Galden or carbon dioxide, for example, can be used as the coolant.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind wenigstens eine der Spulen und das Motorgehäuse im Kühlkreislauf hydraulisch in Serie geschaltet. Es können auch weitere Bauteile des Außenläufers gekühlt werden, indem sie mit Kühlkanälen ausgestattet und in den Kühlkreislauf eingebunden werden. Alternativ können weitere Bauteile auch passiv gekühlt werden, indem sie an oder nahe an einem gekühlten Bauteil montiert sind.According to a preferred embodiment of the invention, at least one of the coils and the motor housing are hydraulically connected in series in the cooling circuit. Other components of the external rotor can also be cooled by equipping them with cooling channels and integrating them into the cooling circuit. Alternatively, further components can also be passively cooled by being mounted on or close to a cooled component.

Der Kühlkreislauf des Außenläufers ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe zunächst durch wenigstens eine Spule und dann weiter durch das als Wärmetauscher ausgebildete Motorgehäuse geleitet wird. Wie vorstehend erwähnt, können auch weitere Komponenten des Außenläufers, wie z. B. eine Elektronikeinheit, in den Kühlkreislauf eingebunden werden.The cooling circuit of the external rotor is preferably designed in such a way that the coolant from the coolant pump is first passed through at least one coil and then further through the motor housing designed as a heat exchanger. As mentioned above, other components of the external rotor, such as. B. an electronic unit can be integrated into the cooling circuit.

Der gesamte Kühlkreislauf einschließlich Pumpe ist vorzugsweise innerhalb des Motorgehäuses, insbesondere innerhalb des Rotors, in der elektrischen Maschine integriert.The entire cooling circuit including the pump is preferably integrated within the motor housing, in particular within the rotor, in the electrical machine.

Die Spulen der elektrischen Wicklung sind vorzugsweise aus mehreren starren Wicklungsstücken gebildet. Die Wicklung kann z. B. in der sogenannten I-Pin- oder Hairpin-Technologie hergestellt sein. Pins oder Hairpins sind meist aus Kupfer hergestellte, starre Wicklungsstücke, die in Nuten des Stators eingesetzt sind.The coils of the electrical winding are preferably formed from several rigid winding pieces. The winding can, for. B. be made in the so-called I-pin or hairpin technology. Pins or hairpins are usually made of copper, rigid winding pieces that are inserted into slots in the stator.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Außenläufer ein hydraulisches Anschlussteil, an dem die Gehäuseelemente montiert und hydraulisch angeschlossen sind.According to a special embodiment of the invention, the external rotor comprises a hydraulic connection part on which the housing elements are mounted and hydraulically connected.

Das hydraulische Anschlussteil umfasst vorzugsweise mehrere Fluideingänge und -ausgänge, die jeweils mit einem Fluideingang bzw. Fluidausgang der im Motorgehäuse vorgesehenen Kühlmittelkanäle kommunizieren.The hydraulic connection part preferably comprises a plurality of fluid inlets and outlets, each of which communicates with a fluid inlet or fluid outlet of the coolant channels provided in the motor housing.

Die Gehäuseelemente sind vorzugsweise mittels einer Steckverbindung am hydraulischen Anschlussteil montiert.The housing elements are preferably mounted on the hydraulic connection part by means of a plug connection.

Soweit in diesem Text von „hydraulischen“ Komponenten bzw. „hydraulisch“ gesprochen wird, ist dies so zu verstehen, dass die Komponenten sowohl zum Leiten von Flüssigkeiten als auch zum Leiten von Gasen ausgelegt sein können.Insofar as “hydraulic” components or “hydraulic” are spoken of in this text, this is to be understood in such a way that the components can be designed both for conveying liquids and for conveying gases.

Das hydraulische Anschlussteil kann z. B. plattenförmig ausgebildet sein. Es hat vorzugsweise die Form eines Rings. Die Kühlmittelpumpe ist vorzugsweise am hydraulischen Anschlussteil montiert.The hydraulic connector can, for. B. be plate-shaped. It is preferably in the form of a ring. The coolant pump is preferably mounted on the hydraulic connection part.

Das hydraulische Anschlussteil ist vorzugsweise ein Teil des Motorgehäuses. Es hat somit die Funktion eines Wärmetauschers, der die im Inneren der elektrischen Maschine erzeugte Wärme an die Umgebung abgibt.The hydraulic connection part is preferably part of the motor housing. It thus has the function of a heat exchanger that releases the heat generated inside the electrical machine to the environment.

Bei einer Ausführungsform mit starren Wicklungsstücken sind die einzelnen Wicklungsstücke an ihren Enden vorzugsweise offen, so dass das Kühlmittel an einem der Enden eingespeist und am anderen Ende abgeführt werden kann. Um die Wicklungsstücke hydraulisch an den Kühlkreislauf anzuschließen, ist vorzugsweise wenigstens ein hydraulischer Anschlussring vorgesehen.In an embodiment with rigid winding pieces, the individual winding pieces are preferably open at their ends, so that the coolant can be fed in at one of the ends and discharged at the other end. In order to hydraulically connect the winding pieces to the cooling circuit, at least one hydraulic connection ring is preferably provided.

Der hydraulische Anschlussring umfasst vorzugsweise wenigstens einen umlaufenden Kanal, der mit mehreren der Wicklungsstücke fluidtechnisch in Verbindung steht und über den ein Kühlmittel in die einzelnen Wicklungsstücke eingespeist oder ein aus den Wicklungsstücken austretendes Kühlmittel gesammelt werden kann. Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung können auch mehrere umlaufende Kanäle zum Verteilen oder Sammeln von Kühlmittel in bzw. aus den einzelnen Wicklungsstücken vorgesehen sein.The hydraulic connecting ring preferably comprises at least one circumferential channel which is fluidically connected to several of the winding pieces and via which a coolant can be fed into the individual winding pieces or a coolant emerging from the winding pieces can be collected. According to a special embodiment of the invention, a plurality of circumferential channels can also be provided for distributing or collecting coolant in or out of the individual winding pieces.

Der hydraulische Anschlussring ist vorzugsweise derart ausgelegt, dass sämtliche Wicklungsstücke hydraulisch parallelgeschaltet sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst der Anschlussring mehrere elektrische Verbindungselemente, die dazu dienen, einzelne Wicklungsstücke elektrisch miteinander verbinden, um die Spulen der elektrischen Maschine zu bilden.The hydraulic connection ring is preferably designed in such a way that all winding pieces are hydraulically connected in parallel. According to a preferred embodiment of the invention, the connection ring comprises a plurality of electrical connecting elements which serve to electrically connect individual winding pieces to one another in order to form the coils of the electrical machine.

Die Endabschnitte der einzelnen Wicklungsstücke sind vorzugsweise in mehreren auf einer Kreisbahn liegenden Reihen mit unterschiedlichen Radien angeordnet.The end sections of the individual winding pieces are preferably arranged in several rows with different radii lying on a circular path.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Außenläufer eine bürstenlose Maschine. Die Wicklung des Motors ist im Stator angeordnet und der Rotor umfasst mehrere Permanentmagneten, die von dem von der Wicklung erzeugten Magnetfeld angetrieben werden.According to a preferred embodiment of the invention, the external rotor is a brushless machine. The winding of the motor is arranged in the stator and the rotor comprises several permanent magnets that are driven by the magnetic field generated by the winding.

Der erfindungsgemäße Außenläufer umfasst vorzugsweise auch eine Elektronikeinheit. Die Elektronikeinheit, insbesondere ein Inverter, ist vorzugsweise im Inneren des Motorgehäuses, vorzugsweise innerhalb des Rotors angeordnet.The external rotor according to the invention preferably also comprises an electronics unit. The electronics unit, in particular an inverter, is preferably arranged inside the motor housing, preferably inside the rotor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Elektronikeinheit über elektrische Leitungen, die als Hohlleiter ausgebildet sind, an den Spulen der elektrischen Maschine angeschlossen.According to a preferred embodiment of the invention, the electronics unit is via electrical lines that are designed as waveguides, connected to the coils of the electrical machine.

Die vorstehend genannte Elektronikeinheit kann z. B. auf dem hydraulischen Anschlussteil montiert sein, so dass sie vom hydraulischen Anschlussteil mit gekühlt wird. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Elektronikeinheit auf einem separaten Wärmetauscher montiert, der wenigsten einen Kühlmittelkanal aufweist, durch den das Kühlmittel geleitet wird. Gemäß einer weiteren Alternative sind die innerhalb der Elektronikeinheit liegenden Komponenten direkt im Kühlkreislauf integriert und somit vom selben Kühlmittel umspült, welches auch die Wicklung durchläuft. Die Verlustwärme kann in diesem Fall direkt an das Kühlmittel abgegeben werden. Elektrische Verbindungsleitungen zwischen verschiedenen Komponenten der Elektronikeinheit sind vorzugsweise als Hohlleiter ausgeführt, durch die das Kühlmittel strömt.The above-mentioned electronic unit can, for. B. be mounted on the hydraulic connector so that it is also cooled by the hydraulic connector. According to another embodiment of the invention, the electronics unit is mounted on a separate heat exchanger which has at least one coolant channel through which the coolant is passed. According to a further alternative, the components located within the electronics unit are integrated directly in the cooling circuit and are therefore surrounded by the same coolant that also runs through the winding. In this case, the heat loss can be given off directly to the coolant. Electrical connecting lines between different components of the electronics unit are preferably designed as waveguides through which the coolant flows.

Ein erfindungsgemäßes Wicklungsstück ist vorzugsweise aus Kupfer, Aluminium oder einer Legierung eines der genannten Materialien hergestellt. An seiner Außenfläche ist vorzugsweise eine elektrisch isolierende Schicht vorgesehen.A winding piece according to the invention is preferably made of copper, aluminum or an alloy of one of the materials mentioned. An electrically insulating layer is preferably provided on its outer surface.

Die einzelnen Spulen der Wicklung sind vorzugsweise aus mehreren starren Wicklungsstücken gebildet, die elektrisch in Serie geschaltet sind.The individual coils of the winding are preferably formed from several rigid winding pieces that are electrically connected in series.

FigurenlisteFigure list

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine Schnittansicht einer elektrischen Maschine in Form eines Außenläufers mit mehreren als Hohlleiter ausgebildeten Spulen;
  • 2 eine schematische Ansicht eines Kühlkreislaufs der in 1 gezeigten elektrischen Maschine;
  • 3a, 3b verschiedene Ansichten eines als Scheibe ausgebildeten hydraulischen Anschlussteils;
  • 4 eine schematische Schnittansicht eines Inverters mit einem zugehörigen elektrischen und hydraulischen Anschluss gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
  • 5 eine schematische Schnittansicht eines Inverters mit einem zugehörigen elektrischen und hydraulischen Anschluss gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
  • 6a-6c verschiedene Ansichten eines elektrischen Verbindungselements zum Befestigen und elektrischen Verbinden von Wicklungsstücken der Motorwicklung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; und
  • 7a-7c verschiedene Ansichten eines elektrischen Verbindungselements zum Befestigen und elektrischen Verbinden von Wicklungsstücken der Motorwicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. Show it:
  • 1 a sectional view of an electrical machine in the form of an external rotor with several coils designed as a waveguide;
  • 2 a schematic view of a cooling circuit in FIG 1 shown electric machine;
  • 3a , 3b various views of a hydraulic connection part designed as a disk;
  • 4th a schematic sectional view of an inverter with an associated electrical and hydraulic connection according to a first embodiment of the invention;
  • 5 a schematic sectional view of an inverter with an associated electrical and hydraulic connection according to a second embodiment of the invention;
  • 6a-6c various views of an electrical connecting element for fastening and electrically connecting winding pieces of the motor winding according to a first embodiment of the invention; and
  • 7a-7c different views of an electrical connecting element for fastening and electrically connecting winding pieces of the motor winding according to a second embodiment of the invention.

1 zeigt eine Schnittansicht einer innengekühlten elektrischen Maschine 1 in Form eines Außenläufers. Die elektrische Maschine 1 hat entsprechend einen innen liegenden Stator 2, einen außen liegenden Läufer 3 mit mehreren Permanentmagneten 4, der um den Stator 2 herum rotiert, und ferner eine aus mehreren starren Wicklungsstücken 10 gebildeten Wicklung. Die starren Wicklungsstücke 10 sind als Hohlleiter ausgebildet und umfassen einen durchgehenden Kanal, durch den ein Kühlmittel geleitet wird, um die elektrische Maschine 1 zu kühlen. Die einzelnen Wicklungsstücke 10 sind hydraulisch parallel geschaltet und bilden jeweils Teil eines Kühlkreislaufs der elektrischen Maschine 1. Als Kühlmittel kann beispielsweise ein Öl, Therminol, Galden oder Kohlstoffdioxid verwendet werden. 1 shows a sectional view of an internally cooled electrical machine 1 in the form of an external rotor. The electric machine 1 accordingly has an internal stator 2 , an outside runner 3 with several permanent magnets 4th that is around the stator 2 rotates around, and also one of several rigid winding pieces 10 formed winding. The rigid winding pieces 10 are designed as waveguides and comprise a continuous channel through which a coolant is passed to the electrical machine 1 to cool. The individual winding pieces 10 are hydraulically connected in parallel and each form part of a cooling circuit of the electrical machine 1 . An oil, Therminol, Galden or carbon dioxide, for example, can be used as the coolant.

Die einzelnen Wicklungsstücke 10 sind elektrisch miteinander verschaltet, so dass sie mehrere Spulen 16 der elektrischen Maschine 1 bilden. Die Wicklungsstücke 10 können beispielsweise stabförmige Elemente sein, die aus Kupfer hergestellt sein. An ihrer Außenfläche sind sie mit einer elektrisch isolierenden Schicht versehen.The individual winding pieces 10 are electrically interconnected so that they have multiple coils 16 of the electric machine 1 form. The winding pieces 10 can for example be rod-shaped elements made of copper. They are provided with an electrically insulating layer on their outer surface.

Im Zentrum von 1 ist die Motorwelle 18 zu sehen, die hier als Hohlwelle ausgebildet ist. Der Stator 2 hat in dieser Ausführungsform eine Tragwerkstruktur mit mehreren Armen und Verstrebungen. Zwischen der Motorwelle 18 und der Statorstruktur sind mehrere Lager 9 vorgesehen.In the center of 1 is the motor shaft 18th to see, which is designed here as a hollow shaft. The stator 2 in this embodiment has a supporting structure with several arms and struts. Between the motor shaft 18th and the stator structure are multiple bearings 9 intended.

Die Kühlmittelpumpe 13 ist mit der Motorwelle 18 gekoppelt und wird von dieser angetrieben. Ein zusätzlicher Antrieb für die Kühlmittelpumpe 13 ist somit nicht erforderl ich.The coolant pump 13th is with the motor shaft 18th coupled and is driven by this. An additional drive for the coolant pump 13th is therefore not required.

Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform des Außenläufers umfasst das Motorgehäuse 5 mehrere Kühlmittelkanäle 14, durch die das von den Spulen aufgeheizte Kühlmittel geleitet wird. Das Motorgehäuse 5 bildet somit einen Wärmetauscher, der die im Inneren der elektrischen Maschine 1 erzeugte Wärme nach außen abführt.At the in 1 The illustrated embodiment of the external rotor comprises the motor housing 5 multiple coolant channels 14th through which the coolant heated by the coils is passed. The motor housing 5 thus forms a heat exchanger that is inside the electrical machine 1 dissipates generated heat to the outside.

Das Motorgehäuse 5 umfasst hier eine Vielzahl von plattenförmigen Gehäuseelementen 6, die entlang eines Umfangs der elektrischen Maschine 1, Seite an Seite angeordnet sind. Die einzelnen Gehäuseelemente 6 sind jeweils L-förmig gebildet.The motor housing 5 here comprises a multiplicity of plate-shaped housing elements 6th running along a perimeter of the electrical machine 1 , Arranged side by side. The individual housing elements 6th are each L-shaped.

Zwischen jeweils zwei aneinander angrenzenden Gehäuseelementen 6 ist ein Kühlmittelkanal 14 vorhanden. Die einzelnen Kühlmittelkanäle 14 sind dadurch realisiert, dass in einer oder beiden Seitenflächen zweier aneinander angrenzender Gehäuseelemente 6 eine Ausnehmung, wie z. B. eine Rinne oder Nut vorgesehen ist. Dadurch können die Kühlmittelkanäle 14 besonders einfach und kostengünstig hergestellt werden.Between two adjacent housing elements 6th is a coolant channel 14th available. The individual coolant channels 14th are realized in that in one or both side surfaces of two adjacent housing elements 6th a recess such. B. a groove or groove is provided. This allows the coolant channels 14th can be produced particularly easily and inexpensively.

Wenigstens ein Teil der im Motorgehäuse 5 vorgesehenen Kühlmittelkanäle 14 ist hydraulisch parallel geschaltet und wird parallel von Kühlmittel durchströmt.At least some of the ones in the engine case 5 provided coolant channels 14th is hydraulically connected in parallel and coolant flows through it in parallel.

Der bzw. die im Motorgehäuse 5 vorgesehenen Kühlmittelkanäle 14 verlaufen jeweils in einer Ebene, die quer zur Umfangsrichtung liegt. Sie verlaufen vorzugsweise nicht in Umfangsrichtung.The one or those in the motor housing 5 provided coolant channels 14th each run in a plane that is transverse to the circumferential direction. They preferably do not run in the circumferential direction.

Gemäß einer speziellen Ausführungsform der Erfindung umfasst der Außenläufer ein hydraulisches Anschlussteil 7, an dem die einzelnen Gehäuseelemente 6 montiert und hydraulisch angeschlossen sind. Das hydraulische Anschlussteil 7 umfasst an seinem Außenumfang mehrere Fluideingänge und -ausgänge, die jeweils mit einem Fluideingang bzw. Fluidausgang der im Motorgehäuse vorgesehenen Kühlmittelkanäle 14 kommunizieren. Die Gehäuseelemente 14 sind über Steckverbindungen 15 am hydraulischen Anschlussteil 7 montiert.According to a special embodiment of the invention, the external rotor comprises a hydraulic connection part 7th , on which the individual housing elements 6th mounted and hydraulically connected. The hydraulic connection part 7th comprises a plurality of fluid inlets and outlets on its outer circumference, each with a fluid inlet or fluid outlet of the coolant channels provided in the motor housing 14th communicate. The housing elements 14th are via plug connections 15th on the hydraulic connection part 7th assembled.

Das hydraulische Anschlussteil 7 ist plattenförmig ausgebildet und hat einen oder mehrere interne Fluidkanäle 8. Die Kühlmittelpumpen 13 sind am hydraulischen Anschlussteil 7 montiert und hydraulisch daran angeschlossen.The hydraulic connection part 7th is plate-shaped and has one or more internal fluid channels 8th . The coolant pumps 13th are on the hydraulic connection part 7th mounted and hydraulically connected to it.

Die einzelnen Wicklungsstücke 10 sind an ihren Enden vorzugsweise offen, so dass das Kühlmittel an einem der Enden eingespeist und am anderen Ende abgeführt werden kann. Um die Wicklungsstücke 10 hydraulisch an den Kühlkreislauf anzuschließen, sind zwei hydraulische Anschlussringe 11, 12 vorgesehen. Jeder hydraulische Anschlussring 11, 12 umfasst wenigstens einen umlaufenden Kanal, der mit mehreren der Wicklungsstücke 10 fluidtechnisch in Verbindung steht und über den das Kühlmittel in die einzelnen Wicklungsstücke 10 eingespeist oder ein aus den Wicklungsstücken 10 austretendes Kühlmittel gesammelt werden kann. Sämtliche Wicklungsstücke 10 sind vorzugsweise hydraulisch parallel geschaltet.The individual winding pieces 10 are preferably open at their ends, so that the coolant can be fed in at one of the ends and discharged at the other end. To the winding pieces 10 To be hydraulically connected to the cooling circuit, two hydraulic connection rings are required 11 , 12th intended. Any hydraulic connection ring 11 , 12th comprises at least one circumferential channel that connects to a plurality of the winding pieces 10 is fluidly connected and through which the coolant in the individual winding pieces 10 fed in or one from the winding pieces 10 escaping coolant can be collected. All winding pieces 10 are preferably connected hydraulically in parallel.

Der in 1 dargestellte Außenläufer umfasst vorzugsweise auch eine Elektronikeinheit (nicht gezeigt), insbesondere einen Inverter zur Steuerung der durch die Spulen fließenden Ströme. Die Elektronikeinheit ist im Inneren des Motorgehäuses angeordnet. Sie ist vorzugsweise auf dem hydraulischen Anschlussteil 7 montiert, so dass sie vom hydraulischen Anschlussteil 7 mit gekühlt wird.
die Endabschnitte 8 der einzelnen Wicklungsstücke 10 sind vorzugsweise in mehreren, insbesondere kreisförmigen, Reihen angeordnet. Sie enden vorzugsweise alle auf gleicher axialer Höhe, d.h. etwa in derselben Ebene. Dies erleichtert die elektrische Kontaktierung der einzelnen Wicklungsstücke 10 sowie deren hydraulische Anbindung an den Kühlkreislauf.
The in 1 The external rotor shown preferably also comprises an electronics unit (not shown), in particular an inverter for controlling the currents flowing through the coils. The electronics unit is arranged inside the motor housing. It is preferably on the hydraulic connection part 7th mounted so that they are from the hydraulic connector 7th is cooled with.
the end sections 8th of the individual winding pieces 10 are preferably arranged in several, in particular circular, rows. They preferably all end at the same axial height, ie approximately in the same plane. This facilitates the electrical contacting of the individual winding pieces 10 as well as their hydraulic connection to the cooling circuit.

2 zeigt eine schematische Ansicht eines Kühlkreislaufs 17 der elektrischen Maschine 1 von 1. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Kühlkreislauf zumindest folgende Bauteile der elektrischen Maschine 1: die Spulen 16, einen Teil des Gehäuses 5 (plattenförmige Gehäuseelemente 6), das hydraulische Anschlussteil 7 und wenigstens eine Kühlmittelpumpe 13. 2 shows a schematic view of a cooling circuit 17th of the electric machine 1 of 1 . In the exemplary embodiment shown, the cooling circuit comprises at least the following components of the electrical machine 1 : the spools 16 , part of the housing 5 (plate-shaped housing elements 6th ), the hydraulic connection part 7th and at least one coolant pump 13th .

Der Fluss des Kühlmittels verläuft von den Kühlmittelpumpen 13 in Richtung der Spulen 16, weiter zum Teil des Motorgehäuses 5, der als Wärmetauscher dient, und über das hydraulische Anschlussteil 7 zurück zu den Pumpen. Wahlweise können auch mehr oder weniger Bauteile in den Kühlkreislauf integriert werden.The coolant flow is from the coolant pumps 13th towards the coils 16 , further to part of the motor housing 5 , which serves as a heat exchanger, and via the hydraulic connection part 7th back to the pumps. Optionally, more or fewer components can be integrated into the cooling circuit.

3a, 3b zeigen verschiedene Ansichten eines scheibenförmigen hydraulischen Anschlussteils 7. Die ringförmige Scheibe hat an ihrer Umfangsfläche eine Vielzahl von Steckplätzen 28, an denen die einzelnen Gehäuseelemente 6 des Motorgehäuses 5 angesteckt werden. Das hydraulische Anschlussteil 7 umfasst ferner mehrere Durchlässe 19 für elektrische Leitungen 24, mit denen die Elektronikeinheit 27 angeschlossen ist (siehe 4). An der Innenfläche des hydraulischen Anschlussteils 7 (die in 3b gezeigt ist) sind ferner hydraulische Anschlüsse 20 für die Kühlmittelpumpen 13 vorgesehen. Montagepunkte für die Kühlmittelpumpen 13 sind mit dem Bezugszeichen 21 gekennzeichnet. 3a , 3b show different views of a disk-shaped hydraulic connection part 7th . The annular disc has a plurality of slots on its circumferential surface 28 , on which the individual housing elements 6th of the motor housing 5 be infected. The hydraulic connection part 7th further includes multiple passages 19th for electrical lines 24 with which the electronics unit 27 is connected (see 4th ). On the inner surface of the hydraulic connection part 7th (in the 3b shown) are also hydraulic connections 20th for the coolant pumps 13th intended. Mounting points for the coolant pumps 13th are with the reference number 21 marked.

4 zeigt eine Elektronikeinheit 27 mit einem kombinierten elektrisch/hydraulischen Anschluss, mit dem sie an einer der Spulen 16 der elektrischen Maschine 1 angeschlossen ist. Bei einer elektrischen Maschine 1 mit drei Spulen 16 sind drei derartige elektrisch/hydraulische Anschlüsse vorhanden. 4th shows an electronics unit 27 with a combined electrical / hydraulic connection with which it is connected to one of the coils 16 of the electric machine 1 connected. With an electric machine 1 with three coils 16 there are three such electrical / hydraulic connections.

Die Elektronikeinheit 27 - in diesem Fall ein Inverter - ist auf einem Wärmetauscher 29 angeordnet, der wenigstens einen Kühlmittelkanal 8 aufweist, welcher von Kühlmittel durchströmt wird. Der elektrisch/hydraulische Anschluss des Inverters umfasst eine elektrische Leitung 24, die zu einer der Spulen 16 führt und die als Hohlleiter ausgebildet ist. Am anschlussseitigen Ende der elektrischen Leitung 24 ist eine Klemme 25 in Form eines Kabelschuhs vorgesehen, die mittels einer Hohlschraube 26 festgeklemmt wird. Die Klemme 25 hat im Inneren einen ringförmigen Kanal, der mit mehreren seitlichen Öffnungen der Hohlschraube 26 kommuniziert, so dass das Kühlmittel aus dem Wärmetauscher 29 über den hohlen Schraubenschaft und die seitlichen Öffnungen 26 in die elektrische Leitung 24 eingespeist werden kann. Ein Fluidfluss in die Gegenrichtung ist natürlich auch möglich.
Der Inverter ist über eine Stromschiene 22, die von der Klemme 25 elektrisch kontaktiert wird, am elektrisch/hydraulischen Anschluss angeschlossen. Zwischen der Stromschiene 22 und dem Wärmetauscher 29 befindet sich ein elektrischer Isolator 23, der gleichzeitig als Dichtung dient.
The electronics unit 27 - in this case an inverter - is on a heat exchanger 29 arranged, the at least one coolant channel 8th has, which is flowed through by coolant. The electrical / hydraulic connection of the inverter comprises an electrical line 24 leading to one of the coils 16 leads and which is designed as a waveguide. At the connection-side end of the electrical line 24 is a clamp 25th in the form of a cable lug provided by means of a banjo bolt 26th is clamped. the clamp 25th has an annular channel inside, which is connected to several side openings of the banjo bolt 26th communicates so that the coolant from the heat exchanger 29 over the hollow screw shaft and the side openings 26th into the electrical line 24 can be fed. A fluid flow in the opposite direction is of course also possible.
The inverter is via a power rail 22nd that from the clamp 25th is electrically contacted, connected to the electrical / hydraulic connection. Between the power rail 22nd and the heat exchanger 29 there is an electrical insulator 23 which also serves as a seal.

5 zeigt eine andere Ausführungsform eines elektrisch/hydraulischen Anschlusses, der ähnlich wie in 4 aufgebaut ist. Der Anschluss umfasst wiederum eine Hohlschraube 26, die eine Stromschiene 23 kontaktiert und durch letztere hindurch verläuft. Im Unterschied zur Ausführungsform von 4 ist die elektrische Leitung 24 aber nicht mittels einer Klemme 25 angeschlossen, sondern im Schraubenkopf der Hohlschraube 26 befindet sich eine Bohrung, an der die elektrische Leitung 24 angeschlossen ist. Der Querschnitt der Bohrung ist an das Profil der Leitung 24 angepasst. 5 FIG. 11 shows another embodiment of an electrical / hydraulic connection which is similar to FIG 4th is constructed. The connection in turn comprises a banjo bolt 26th who have favourited a power rail 23 contacted and runs through the latter. In contrast to the embodiment of 4th is the electrical line 24 but not by means of a clamp 25th connected, but in the screw head of the banjo bolt 26th there is a hole where the electrical line is located 24 connected. The cross-section of the hole is based on the profile of the pipe 24 customized.

6a-6c zeigen verschiedene Ansichten eines elektrischen Verbindungselements 30 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, an dem mehrere Wicklungsstücke 10 der Motorwicklung befestigt und elektrisch miteinander verbunden sind. Das Verbindungselement 30 ist aus Metall hergestellt und umfasst bei dieser Ausführungsform zwei rinnenförmige Ausnehmungen 31, in die jeweils ein Ende eines Wicklungsstücks 10 eingelegt werden kann. Der Querschnitt der rinnenförmigen Ausnehmung ist an das Profil des Wicklungsstücks 10 angepasst, so dass letzteres im Wesentlichen spielfrei eingelegt bzw. eingeclipst werden kann. Jedes der Wicklungsstücke 10 ist mittels Lot 34 am Verbindungselement 30 befestigt und elektrisch kontaktiert. Mehrere der Wicklungsstücke 10 können somit zu einer Spule 16 elektrisch verschaltet werden. Das dargestellte Wicklungsstück 30 umfasst genau zwei Anschlüsse für Wicklungsstücke 10; es können aber auch mehr als zwei Anschlüsse vorgesehen sein. 6a-6c show different views of an electrical connector 30th according to a first embodiment of the invention, on which several winding pieces 10 attached to the motor winding and electrically connected to each other. The connecting element 30th is made of metal and in this embodiment comprises two channel-shaped recesses 31 , in each one end of a winding piece 10 can be inserted. The cross section of the groove-shaped recess is based on the profile of the winding piece 10 adapted so that the latter can be inserted or clipped in essentially without play. Each of the winding pieces 10 is by means of solder 34 on the connecting element 30th attached and electrically contacted. Several of the winding pieces 10 can thus become a coil 16 be connected electrically. The winding piece shown 30th includes exactly two connections for winding pieces 10 ; however, more than two connections can also be provided.

7a-7c zeigen verschiedene Ansichten eines elektrischen Verbindungselements 30 zum elektrischen Verbinden von Wicklungsstücken 10 der Motorwicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform umfasst das Verbindungselement 30 mehrere Durchgangsöffnungen 32, die jeweils ein Ende eines Wicklungsstücks 10 aufnehmen. Die Enden der Wicklungsstücke 10 müssen in diesem Fall in die einzelnen Durchgangsöffnungen 32 eingefädelt werden. Im Verbindungselement 30 sind ferner mehrere Hilfsbohrungen 33 vorgesehen, die quer zu den Durchgangsöffnungen 32 verlaufen und die in jeweils einer der Durchgangsöffnungen 32 münden. Die Hilfsbohrungen 33 ermöglichen es, die Enden der Wicklungsstücke 10 festzulöten. Das Lot ist hier schematisch mit dem Bezugszeichen 34 gekennzeichnet. Es können wiederum zwei oder mehr als zwei Anschlüsse für Wicklungsstücke 10 vorgesehen sein. 7a-7c show different views of an electrical connector 30th for the electrical connection of winding sections 10 the motor winding according to a second embodiment of the invention. In this embodiment, the connecting element comprises 30th several through openings 32 each one end of a winding piece 10 take up. The ends of the winding pieces 10 in this case must be in the individual through openings 32 be threaded. In the connecting element 30th there are also several auxiliary holes 33 provided that transversely to the through openings 32 run and each in one of the through openings 32 flow out. The auxiliary holes 33 allow the ends of the winding pieces 10 to solder. The solder is here schematically with the reference number 34 marked. In turn, two or more than two connections for winding pieces can be used 10 be provided.

Die Verbindungselemente 30 sind vorzugsweise in den in 1 gezeigten hydraulischen Anschlussringen 11, 12 integriert. Somit können die einzelnen Wicklungsstücke 10 gleichzeitig elektrisch und hydraulisch angeschlossen werden.The fasteners 30th are preferably in the in 1 hydraulic connection rings shown 11 , 12th integrated. Thus, the individual winding pieces 10 can be connected electrically and hydraulically at the same time.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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

Claims (17)

Elektrische Maschine (1) in Form eines Außenläufers mit: einem innen liegenden Stator (2); einem außen liegenden Läufer (3), der den Stator (2) umgibt; und einem Motorgehäuse (5), dadurch gekennzeichnet, dass der Stator (2) wenigstens eine als Hohlleiter ausgebildete Spule (16) umfasst, welche die Wicklung der elektrischen Maschine (1) bildet und Teil eines Kühlkreislaufs (17) der elektrischen Maschine (1) ist, wobei die wenigstens eine Spule (16) einen hohlen Innenraum aufweist, durch den ein Kühlmittel gepumpt wird; und dass wenigstens eine Kühlmittelpumpe (13) zum Pumpen des Kühlmittels durch die Spule (16) vorgesehen ist, die in einem Raum innerhalb des Motorgehäuses (5) angeordnet ist.Electrical machine (1) in the form of an external rotor with: an internal stator (2); an external rotor (3) surrounding the stator (2); and a motor housing (5), characterized in that the stator (2) comprises at least one coil (16) designed as a waveguide, which forms the winding of the electrical machine (1) and is part of a cooling circuit (17) of the electrical machine (1) wherein the at least one coil (16) has a hollow interior through which a coolant is pumped; and that at least one coolant pump (13) is provided for pumping the coolant through the coil (16) which is arranged in a space within the motor housing (5). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (13) an die Motorwelle (18) gekoppelt ist und von dieser angetrieben wird.Electric machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the coolant pump (13) is coupled to the motor shaft (18) and is driven by this. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (5) wenigstens einen Kühlmittelkanal (14) aufweist, durch den Kühlmittel geleitet wird.Electric machine (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the motor housing (5) has at least one coolant channel (14) through which coolant is passed. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der Spulen (16) und das Motorgehäuse (5) bzw. dessen wenigstens einer Kühlmittelkanal (14) im Kühlkreislauf hydraulisch in Serie geschaltet sind.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the coils (16) and the motor housing (5) or its at least one coolant channel (14) are hydraulically connected in series in the cooling circuit. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (16) jeweils aus mehreren starren Wicklungsstücken (10) gebildet sind.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the coils (16) are each formed from a plurality of rigid winding pieces (10). Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Motorgehäuse (5) mehrere Gehäuseelemente (6) umfasst, die entlang eines Umfangs der elektrischen Maschine (1), Seite an Seite angeordnet sind.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the motor housing (5) comprises a plurality of housing elements (6) which are arranged side by side along a circumference of the electrical machine (1). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei aneinander angrenzenden Gehäuseelementen (6) jeweils ein Kühlmittelkanal (14) ausgebildet ist.Electric machine (1) according to Claim 6 , characterized in that a coolant channel (14) is formed between two adjacent housing elements (6). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseelemente (6) an einem hydraulischen Anschlussteil (7) montiert und hydraulisch daran angeschlossen sind.Electric machine (1) according to Claim 6 or 7th , characterized in that the housing elements (6) are mounted on a hydraulic connection part (7) and hydraulically connected to it. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Anschlussteil (7) ein Teil des Motorgehäuses (5) ist.Electric machine (1) according to Claim 8 , characterized in that the hydraulic connection part (7) is part of the motor housing (5). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuseelemente (6) jeweils mittels einer Steckverbindung am hydraulischen Anschlussteil (7) montiert sind.Electric machine (1) according to Claim 8 or 9 , characterized in that the housing elements (6) are each mounted on the hydraulic connection part (7) by means of a plug connection. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittelpumpe (13) an einem hydraulischen Anschlussteil (7) montiert ist.Electric machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the coolant pump (13) is mounted on a hydraulic connection part (7). Elektrische Maschine (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussteil (7) plattenförmig ausgebildet ist.Electric machine (1) according to one of the Claims 8 to 11 , characterized in that the connection part (7) is plate-shaped. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung der elektrischen Maschine (1) aus mehreren starren Wicklungsstücken (10) gebildet ist und wenigstens ein Verteilerring (11) vorgesehen ist, an dem mehrere der Wicklungsstücke (10) hydraulisch angeschlossen sind.Electric machine (1) according to Claim 1 , characterized in that the winding of the electrical machine (1) is formed from several rigid winding pieces (10) and at least one distributor ring (11) is provided to which several of the winding pieces (10) are hydraulically connected. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (17) derart ausgelegt ist, dass das Kühlmittel von der Kühlmittelpumpe (13) durch die wenigstens eine Spule (16) und weiter durch das als Wärmetauscher ausgebildete Motorgehäuse (5) gleitet wird.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling circuit (17) is designed in such a way that the coolant from the coolant pump (13) through the at least one coil (16) and further through the motor housing designed as a heat exchanger ( 5) is sliding. Elektrische Maschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektronikeinheit (27) zur Steuerung des durch die Spulen fließenden Stroms im Inneren des Motorgehäuses (5) angeordnet ist.Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that an electronic unit (27) for controlling the current flowing through the coils is arranged in the interior of the motor housing (5). Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit (27) über elektrische Leitungen (24) an der bzw. den Spulen (16) der elektrischen Maschine (1) angeschlossen ist, wobei die elektrischen Leitungen (24) als Hohlleiter ausgebildet sind.Electric machine (1) according to Claim 15 , characterized in that the electronics unit (27) is connected via electrical lines (24) to the coil or coils (16) of the electrical machine (1), the electrical lines (24) being designed as waveguides. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronikeinheit auf dem hydraulischen Anschlussteil (7) montiert ist, so dass sie vom hydraulischen Anschlussteil (7) gekühlt wird.Electric machine (1) according to Claim 15 , characterized in that the electronics unit is mounted on the hydraulic connection part (7) so that it is cooled by the hydraulic connection part (7).
DE102019128714.6A 2019-10-24 2019-10-24 External rotor motor with a waveguide winding Active DE102019128714B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019128714.6A DE102019128714B4 (en) 2019-10-24 2019-10-24 External rotor motor with a waveguide winding

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019128714.6A DE102019128714B4 (en) 2019-10-24 2019-10-24 External rotor motor with a waveguide winding

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102019128714A1 true DE102019128714A1 (en) 2021-04-29
DE102019128714B4 DE102019128714B4 (en) 2021-10-21

Family

ID=75378686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019128714.6A Active DE102019128714B4 (en) 2019-10-24 2019-10-24 External rotor motor with a waveguide winding

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102019128714B4 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005038209A1 (en) * 2005-08-12 2007-02-15 Wilo Ag Coolant pump for electric motors
DE102013205418A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine e.g. inner runner machine, for e.g. vehicle drive, has housing in which stator is arranged, and rotor accommodated in stator in rotatable manner, where stator has toothed coils designed as hollow conductor for fluid
EP2736154A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Dual stator permanent magnet generator for a wind turbine
DE102013226804A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Drive arrangement with integrated lubrication
DE102014201305A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing a stator part with a waveguide coil
EP3091637A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-09 Visedo Oy A stator for an electrical machine of a working machine
US20170126084A1 (en) * 2014-04-04 2017-05-04 Dynamic E Flow Gmbh Electrical hollow conductor for an electromagnetic machine
US20190165652A1 (en) * 2017-11-30 2019-05-30 General Electric Company Fluid cooled and fluid insulated electric machine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005038209A1 (en) * 2005-08-12 2007-02-15 Wilo Ag Coolant pump for electric motors
DE102013205418A1 (en) * 2012-09-26 2014-04-17 Siemens Aktiengesellschaft Electrical machine e.g. inner runner machine, for e.g. vehicle drive, has housing in which stator is arranged, and rotor accommodated in stator in rotatable manner, where stator has toothed coils designed as hollow conductor for fluid
EP2736154A1 (en) * 2012-11-21 2014-05-28 Siemens Aktiengesellschaft Dual stator permanent magnet generator for a wind turbine
DE102013226804A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Siemens Aktiengesellschaft Drive arrangement with integrated lubrication
DE102014201305A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing a stator part with a waveguide coil
US20170126084A1 (en) * 2014-04-04 2017-05-04 Dynamic E Flow Gmbh Electrical hollow conductor for an electromagnetic machine
EP3091637A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-09 Visedo Oy A stator for an electrical machine of a working machine
US20190165652A1 (en) * 2017-11-30 2019-05-30 General Electric Company Fluid cooled and fluid insulated electric machine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019128714B4 (en) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2975734B1 (en) Assembly for stator cooling of an electric motor
DE10258778A1 (en) Electrical machine with heat pipes
DE102018129230B4 (en) Electrical machine with several rigid winding sections designed as waveguides - hydraulic connection concept II
EP1805872A1 (en) Electrical machine
EP3127223B2 (en) Electric machine
DE102013205418A1 (en) Electrical machine e.g. inner runner machine, for e.g. vehicle drive, has housing in which stator is arranged, and rotor accommodated in stator in rotatable manner, where stator has toothed coils designed as hollow conductor for fluid
DE102013020324A1 (en) Electric machine i.e. asynchronous machine, for use in drive train of e.g. electric vehicle, has duct element comprising channel running diagonal to axial direction of shaft for guiding coolant from channel of shaft to environment of shaft
DE102021114737A1 (en) Stator for an electric machine, electric machine, motor vehicle
DE102018129229A1 (en) Electrical machine with several rigid winding pieces designed as a waveguide - hydraulic connection concept I
DE102020117266A1 (en) Stator arrangement for an electric machine
DE102018214525A1 (en) Annular stator of an electric motor
DE102015012914A1 (en) Stator for an electric machine, electric machine for a motor vehicle and motor vehicle
DE102020101023A1 (en) Coil, Method of Making a Coil, and Rotary Electric Machine
DE102015200096A1 (en) Cooling jacket arrangement for an electric motor and electric drive for a vehicle with the cooling jacket arrangement
EP3997781A1 (en) Electrical machine with cooled busbars
DE102019128714B4 (en) External rotor motor with a waveguide winding
DE102010003246B4 (en) transverse flux
DE102018126320A1 (en) Rotor for an electrical machine and electrical machine
DE102008008662A1 (en) Linear Actuator
DE102018206401A1 (en) Electric motor and method for producing the same
DE102022213027A1 (en) Rotor and electric machine
DE102022203783A1 (en) Electric machine with a cooling line
DE102021131448A1 (en) Cooling device for a stator with a cooling jacket outside an inner housing part
DE102013021392A1 (en) Electric motor for vehicle transmission e.g. electric vehicle, has cooling channels that are formed directly between stator and housing and are incorporated into outer side of channel-shaped depressions of stator sheet pack
DE102021108954A1 (en) Stator of an axial flux electric machine and axial flux machine

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R409 Internal rectification of the legal status completed
R020 Patent grant now final