DE102020109209A1 - Power-generating component of a rotary electric machine and a rotary electric machine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine und eine elektrische Rotationsmaschine mit der leistungserzeugenden Komponente.Die leistungserzeugende Komponente umfasst zumindest eine Wicklung (2) wenigstens eines zumindest abschnittsweise in Nuten (10) der leistungserzeugenden Komponente (1) geführten elektrischen Leitungselements (20), wobei das Leitungselement (20) wenigstens einen sich in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements (20) radial erstreckenden ersten Vorsprung (22) aufweist und der erste Vorsprung (22) an einer eine Nut (10) begrenzenden Nutwandung (11) anliegt und demzufolge das Leitungselement (20) zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung (22) angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung (22) in einem Abstand (30) zu der Nutwandung (11) positioniert ist.Mit der hier vorgeschlagenen leistungserzeugenden Komponente sowie der damit ausgestatteten elektrischen Rotationsmaschine werden Einrichtungen zur Verfügung gestellt, die in kostengünstiger sowie bauraumminimierter Ausführung eine optimale Kühlung und/oder lange Lebensdauer bzw. vereinfachte Montage ihrer elektrischen Leitungen bzw. Wicklungen ermöglichen.The invention relates to a power-generating component of an electric rotary machine and an electric rotary machine with the power-generating component. The power-generating component comprises at least one winding (2) of at least one electrical line element (20) guided at least in sections in slots (10) of the power-generating component (1), wherein the line element (20) has at least one first projection (22) which extends radially in relation to the direction of longitudinal extent of the line element (20) and the first projection (22) rests against a groove wall (11) delimiting a groove (10) and consequently the line element (20) is positioned at least on a section on which the first projection (22) is arranged by the first projection (22) at a distance (30) from the groove wall (11). With the power-generating component proposed here and with it equipped rotary electric machine will be set up conditions are made available which, in a cost-effective and space-saving design, allow optimal cooling and / or a long service life or simplified assembly of their electrical lines or windings.
Description
Die Erfindung betrifft eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine und eine elektrische Rotationsmaschine mit der erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente.The invention relates to a power-generating component of an electric rotary machine and to an electric rotary machine with the power-generating component according to the invention.
Je nach Leistungsbereich bzw. Anwendungsfall ist es oftmals notwendig, in elektrischen Maschinen durch verschiedene Verluste entstehende Wärme durch eine effektive Kühlung abzuführen. Die Kühlung sorgt dafür, dass kritische Temperaturen, welche zu Beschädigungen an Materialien und Komponenten führen könnten, vermieden werden. Darüber hinaus trägt die Kühlung zur Verbesserung des Wirkungsgrads der elektrischen Maschine bei, da insbesondere der ohmsche Widerstand in elektrischen Leitern stark temperaturabhängig ist, wodurch bei höheren Temperaturen die Leistungsverluste zunehmen.
Insbesondere bei elektrischen Maschinen, welche eine hohe Drehmoment- bzw. Leistungsdichte aufweisen, reicht eine Oberflächenkühlung mit Wärmeabgabe an die umgebende Luft oftmals nicht aus, so dass eine Kühlung durch ein Kühlfluid erforderlich ist. Als Kühlfluide können prinzipiell Öle, Wasser bzw. Wassergemische wie z. B. Wasser-Glykol, aber auch dielektrische Flüssigkeiten zum Einsatz kommen. Es ist jedoch auch der Einsatz von gasförmigen Medien, wie zum Beispiel auch Luft, als Kühlmedium nicht ausgeschlossen.
Dabei besteht üblicherweise auch die Anforderung, dass das Kühlsystem bei geringem finanziellen sowie technologischen Aufwand einen möglichst geringen Bauraumbedarf aufweist und einen optimalen Wärmeübergang gewährleistet.Depending on the power range or application, it is often necessary to dissipate heat generated by various losses in electrical machines by means of effective cooling. The cooling ensures that critical temperatures, which could damage materials and components, are avoided. In addition, the cooling contributes to improving the efficiency of the electrical machine, since in particular the ohmic resistance in electrical conductors is highly temperature-dependent, as a result of which the power losses increase at higher temperatures.
In particular in the case of electrical machines that have a high torque or power density, surface cooling with heat dissipation to the surrounding air is often not sufficient, so that cooling by means of a cooling fluid is necessary. In principle, oils, water or water mixtures such as. B. water-glycol, but also dielectric liquids are used. However, the use of gaseous media, such as air, as a cooling medium is also not excluded.
In this case, there is usually also the requirement that the cooling system has the smallest possible installation space requirement with low financial and technological expenditure and ensures optimal heat transfer.
Im Bereich der Wickelköpfe existieren bereits unterschiedliche Ansätze hinsichtlich einer Flüssigkeitskühlung. Eine direkte Leiterkühlung in den Nuten der elektrischen Maschine stellt allerdings weiterhin eine technische Herausforderung dar.In the area of the end windings, there are already different approaches to liquid cooling. Direct conductor cooling in the grooves of the electrical machine, however, continues to be a technical challenge.
Es existieren unterschiedliche Veröffentlichungen zur Mantelkühlung sowie zur Wickelkopfkühlung für die Realisierung einer Kühlung von elektrischen Maschinen. Während die Mantelkühlung die entstehende Wärme an der Oberfläche des Statorblechpakets in einen Kühlkreislauf überträgt, erfolgt bei der Wickelkopfkühlung der Wärmeübergang direkt an den Leitern außerhalb des Statorblechpakets im Bereich der Wickelköpfe in das Fluid.There are various publications on jacket cooling and on end winding for cooling electrical machines. While the jacket cooling transfers the heat generated on the surface of the laminated stator core into a cooling circuit, with the end winding cooling the heat is transferred directly to the conductors outside the laminated stator core in the area of the winding heads into the fluid.
Die
Weitere Verbesserungen bieten getrennt ausgeführte Kühlkanäle, welche in das Blechpaket des Stators eingebracht werden, wie es in der
Für die verbesserte Kühlung mit direktem Kontakt von Fluid und Leiter in der Nut sind unter anderem die folgenden Dokumente bekannt.The following documents, among others, are known for improved cooling with direct contact between fluid and conductor in the groove.
So lehrt die
Die
Die
Die
Des Weiteren existiert der Ansatz, in einem Stator einer elektrischen Rotationsmaschine für in Nuten des Stators geführte elektrische Leiter einen Abstandshalter zu integrieren, der einen definierten Abstand zwischen dem elektrischen Leiter und dem Blechpaket realisiert. Dieser Abstandshalter kann als ein Nuteinsatz ausgebildet sein, der an einer axialen Seite des Stators eine geschlossene Fläche ausbildet.Furthermore, there is the approach of integrating a spacer in a stator of an electrical rotating machine for electrical conductors guided in slots of the stator, which spacer realizes a defined distance between the electrical conductor and the laminated core. This spacer can be designed as a slot insert which forms a closed surface on one axial side of the stator.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungserzeugende Komponente, insbesondere einen Stator, einer elektrischen Rotationsmaschine zur Verfügung zu stellen, die in kostengünstiger sowie bauraumminimierter Ausführung eine optimale Kühlung und/oder lange Lebensdauer bzw. vereinfachte Montage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die leistungserzeugende Komponente nach Anspruch 1. Eine die leistungserzeugende Komponente aufweisende elektrische Rotationsmaschine ist in Anspruch 11 definiert. Vorteilhafte Ausführungsformen der leistungserzeugenden Komponente sind Gegenstände der Ansprüche 2 bis 10.
Die Merkmale der Ansprüche können in jeglicher technisch sinnvollen Art und Weise kombiniert werden, wobei hierzu auch die Erläuterungen aus der nachfolgenden Beschreibung sowie Merkmale aus den Figuren hinzugezogen werden können, die ergänzende Ausgestaltungen der Erfindung umfassen.The present invention is based on the object of providing a power-generating component, in particular a stator, of an electric rotary machine which, in a cost-effective and space-saving design, enables optimal cooling and / or a long service life or simplified assembly.
This object is achieved according to the invention by the power-generating component according to
The features of the claims can be combined in any technically meaningful manner, in which case the explanations from the following description and features from the figures can also be used, which include additional embodiments of the invention.
Die Erfindung betrifft eine leistungserzeugende Komponente einer elektrischen Rotationsmaschine, umfassend zumindest eine Wicklung wenigstens eines zumindest abschnittsweise in Nuten der leistungserzeugenden Komponente geführten elektrischen Leitungselements. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Leitungselement wenigstens einen sich in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements radial erstreckenden ersten Vorsprung aufweist, wobei der erste Vorsprung an einer eine Nut begrenzenden Nutwandung anliegt und demzufolge das Leitungselement zumindest an einem Abschnitt, an dem der erste Vorsprung angeordnet ist, durch den ersten Vorsprung in einem Abstand zu der Nutwandung positioniert ist.The invention relates to a power-generating component of an electric rotary machine, comprising at least one winding of at least one electrical line element guided at least in sections in grooves of the power-generating component. According to the invention, it is provided that the line element has at least one first projection extending radially in relation to the direction of longitudinal extent of the line element, the first projection resting on a groove wall delimiting a groove and consequently the line element at least on a section on which the first projection is arranged, is positioned by the first projection at a distance from the groove wall.
Die Angaben „axial“ und „radial“ beziehen sich im Sinne der vorliegenden Erfindung auf die Längsachse des betreffenden Leitungselements.
Das umwickelte Leitungselement hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt. Als Leitermaterial kommt vorzugsweise Kupfer bzw. eine Kupferlegierung oder auch Aluminium bzw. eine Aluminiumlegierung zum Einsatz.The terms “axial” and “radial” relate in the context of the present invention to the longitudinal axis of the relevant line element.
The wrapped line element preferably has a rectangular cross section. Copper or a copper alloy or also aluminum or an aluminum alloy is preferably used as the conductor material.
Durch diesen Abstand bzw. Freiraum zwischen dem betreffenden Leitungselement einer Nutwandung kann ein Kühlfluid strömen, um Wärme vom Leitungselement und/oder vom die Nut ausbildenden Blechpaket aufzunehmen.
Dabei ist die Erfindung nicht auf die Verwendung eines Kühlfluids eingeschränkt, sondern ein jeweiliger Vorsprung bzw. mehrere Vorsprünge können auch dazu dienen, die Montage bzw. Anordnung von Leitungselementen innerhalb einer Nut zu erleichtern, da die Vorsprünge bereits den Montageprozess dahingehend unterstützen, dass die Leitungselemente beschädigungsfrei positioniert werden.A cooling fluid can flow through this distance or free space between the relevant line element of a groove wall in order to absorb heat from the line element and / or from the laminated core forming the groove.
The invention is not limited to the use of a cooling fluid, but a respective projection or several projections can also serve to facilitate the assembly or arrangement of line elements within a groove, since the projections already support the assembly process in that the line elements can be positioned without damage.
Die erfindungsgemäße leistungserzeugende Komponente kann insbesondere ein Stator einer elektrischen Rotationsmaschine sein, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anwendung eingeschränkt ist, sondern die leistungserzeugende Komponente kann auch der Rotor der elektrischen Rotationsmaschine sein, welcher Windungen von elektrischen Leitungselementen aufweist.The power-generating component according to the invention can in particular be a stator of an electric rotating machine, the present invention not being restricted to this application, but the power-generating component can also be the rotor of the electric rotating machine, which has turns of electrical line elements.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der leistungserzeugenden Komponente ist vorgesehen, dass das Leitungselement wenigstens einen sich in Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Leitungselements radial erstreckenden zweiten Vorsprung aufweist, der an wenigstens einem benachbart positioniertem Leitungselement anliegt und demzufolge das Leitungselement zumindest an einem Abschnitt, an dem der zweite Vorsprung angeordnet ist, in einem Abstand zu dem benachbarten Leitungselement positioniert ist.In an advantageous embodiment of the power-generating component it is provided that the line element has at least one second projection which extends radially in relation to the direction of longitudinal extent of the line element and which rests against at least one adjacent line element and consequently the line element at least on a section, on which the second projection is arranged, is positioned at a distance from the adjacent conduit element.
Durch diesen Abstand bzw. Freiraum zwischen dem betreffenden Leitungselement und einem benachbarten Leitungselement kann ein Kühlfluid strömen, um Wärme vom Leitungselement und/oder vom die Nut ausbildenden Blechpaket aufzunehmen. Benachbarte Leitungselemente können auch Bestandteile eines gemeinsamen Leiters sein, der in seiner Wicklung in der Nut im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende, Abschnitte des Leiters ausbildende Leitungselemente aufweist.
Die Beabstandung der Leitungselemente zueinander mittels der zweiten Vorsprünge verringert ebenfalls die Gefahr der Beschädigung der Leitungselemente untereinander, so dass auf ein zwischen Leitungselementen und der Nutwandung verwendetes Isolationspapier verzichtet werden kann.A cooling fluid can flow through this distance or free space between the relevant line element and an adjacent line element in order to absorb heat from the line element and / or from the laminated core forming the groove. Adjacent line elements can also be components of a common conductor which, in its winding in the groove, has line elements that run essentially parallel to one another and form sections of the conductor.
The spacing of the line elements from one another by means of the second projections also reduces the risk of damage to the line elements from one another, so that an insulating paper used between the line elements and the groove wall can be dispensed with.
Dabei können das Leitungselement und das jeweilige benachbarte Leitungselement in radialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sein. Das bedeutet, dass in einer jeweiligen Nut die Leitungselemente parallel zueinander in einer Reihenanordnung entlang der radialen Erstreckungsrichtung der Nut positioniert sind.
Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Leitungselement und das jeweilige benachbarte Leitungselement in Umfangsrichtung zueinander benachbart angeordnet sind.
Eine solche Ausgestaltung setzt eine breitere Nut voraus als in der erstgenannten Ausführungsform. Des Weiteren ist nicht ausgeschlossen, dass die leistungserzeugende Komponente in einer Nut beide Anordnungsformen aufweist, also Leitungselemente aufweist, die sowohl in radialer Richtung als auch in Umfangsrichtung von weiteren Leitungselementen benachbart sind.The line element and the respective adjacent line element can be arranged adjacent to one another in the radial direction. This means that in a respective groove the line elements are positioned parallel to one another in a row arrangement along the radial direction of extent of the groove.
An alternative embodiment provides that the line element and the respective adjacent line element are arranged adjacent to one another in the circumferential direction.
Such a configuration requires a wider groove than in the first-mentioned embodiment. Furthermore, it is not ruled out that the power-generating component has both types of arrangement in a groove, that is to say has line elements which are adjacent to further line elements both in the radial direction and in the circumferential direction.
Insbesondere ist vorgesehen, dass ein jeweiliger Vorsprung ein integraler, insbesondere nicht von einer Beschichtung bzw. Isolation des Leitungselements trennbarer Bestandteil des Leitungselements ist.In particular, it is provided that a respective projection is an integral part of the line element, in particular one that cannot be separated from a coating or insulation of the line element.
So kann zum Beispiel das Leitungselement eine Beschichtung aufweisen, die den Vorsprung ausbildet. Diese Beschichtung kann in Form einer Umhüllung des leitfähigen Materials des Leitungselements realisiert sein, insbesondere, um eine Isolation des leitfähigen Materials auszubilden.
Die Isolationsschicht dient der elektrischen Isolation des Leitungselements. Hier kommen vorzugsweise Materialien aus der Gruppe der Thermoplaste und Duroplaste zum Einsatz. Zudem ist auch der Einsatz anorganischer Stoffe für die Isolation nicht ausgeschlossen .For example, the line element can have a coating that forms the projection. This coating can be implemented in the form of a sheathing of the conductive material of the line element, in particular in order to form an insulation of the conductive material.
The insulation layer is used for electrical insulation of the line element. Materials from the group of thermoplastics and thermosets are preferably used here. In addition, the use of inorganic substances for insulation cannot be ruled out.
In alternativer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Vorsprung bzw. die Verdickung durch das leitfähige Material des Leitungselements ausgebildet ist und von einer Beschichtung bzw. Isolation konstanter Dicke überzogen ist.In an alternative embodiment it is provided that the projection or the thickening is formed by the conductive material of the line element and is covered by a coating or insulation of constant thickness.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest ein Vorsprung durch Umformung eines Abschnitts des Leitungselements mit konstanter Dicke erzeugt ist.
Das bedeutet, dass in dieser Ausführungsform der Vorsprung durch eine Konkavität ausgebildet ist, die durch Verformung des Leitungselements erzeugt ist, wobei die Konkavität in einem Abschnitt des Leitungselements mit im Wesentlichen konstanten Querschnitt ausgebildet ist und die Konkavität auf ihrer der konkaven Seite gegenüberliegenden Seite eine Konvexität ausbildet.
Gegebenenfalls kann ein Vorsprung auch durch die Aufbringung eines festen oder pastösen Mediums wie zu Beispiel Klebepunkte, welches danach aushärtet, ausgebildet werden.
Ebenfalls ist es möglich, an der Außenseite des Leitungselements existierende Kunststoffnoppen mit einem Überzug aus einem Klebstoff zu versehen.In a further alternative embodiment it is provided that at least one projection is produced by deforming a section of the line element with a constant thickness.
This means that in this embodiment the projection is formed by a concavity which is produced by deformation of the line element, the concavity being formed in a section of the line element with a substantially constant cross section and the concavity being a convexity on its side opposite the concave side trains.
If necessary, a projection can also be formed by applying a solid or pasty medium such as adhesive dots, for example, which then hardens.
It is also possible to provide existing plastic knobs on the outside of the line element with a coating of an adhesive.
Ein Vorsprung kann durch eine im Wesentlichen punktuelle Querschnittserweiterung des Leitungselements ausgebildet sein.
In einer weiteren Ausführungsvarianten ist ein Vorsprung durch eine sich entlang einem Längenabschnitt des Leitungselements erstreckende Querschnittserweiterung des Leitungselements ausgebildet.
Im erstgenannten Fall ist der Vorsprung somit durch eine kompakte Erhöhung bzw. Verdickung ausgebildet.
Im zweitgenannten Fall ist der Vorsprung durch eine Erhöhung bzw. Verdickung ausgebildet, die sich über einen Längenabschnitt des Leitungselements erstreckt, die mindestens dreimal so lang ist wie die maximale Quererstreckung des Leitungselementes, gemessen in einem Bereich, in dem kein Vorsprung angeordnet ist.
Bei Verlauf des Leitungselements in mehreren Nuten kann ein durchgängig bzw. länglich ausgebildeter Vorsprung an Wandungen von mehreren Nuten anliegen.A projection can be formed by an essentially punctiform widening of the cross section of the line element.
In a further embodiment variant, a projection is formed by a cross-sectional widening of the line element extending along a length section of the line element.
In the first-mentioned case, the projection is thus formed by a compact elevation or thickening.
In the second case, the projection is formed by an elevation or thickening that extends over a length of the line element which is at least three times as long as the maximum transverse extent of the line element, measured in an area in which no projection is arranged.
When the line element runs in several grooves, a continuous or elongated projection can rest on the walls of several grooves.
Weiterhin können erste Vorsprünge an einander gegenüberliegenden Seiten des Leitungselements angeordnet sein, sodass das Leitungselement an einander gegenüberliegenden Seiten an einander gegenüberliegenden Nutwandungen abgestützt ist.
Dabei kann auch eine leichte Spielpassung zwischen den ersten Vorsprüngen und den Nutwandungen realisiert sein. Generell sollte jedoch die radiale Erstreckung der ersten Vorsprünge in Bezug zur lichten Weite der betreffenden Nut derart dimensioniert sein, dass bei der Montage als auch im Betrieb der mit der leistungserzeugenden Komponente ausgestatteten elektrischen Rotationsmaschine das betreffende Leitungselement in der Nut definiert positioniert und in seinem translatorischen Freiheitsgrad senkrecht zur Längserstreckungsrichtung fixiert ist.Furthermore, first projections can be arranged on mutually opposite sides of the conduit element, so that the conduit element is supported on mutually opposite groove walls on mutually opposite sides.
A slight clearance fit between the first projections and the groove walls can also be implemented here. In general, however, the radial extension of the first projections should be dimensioned in relation to the clear width of the relevant groove in such a way that the with the electric rotary machine equipped with the power-generating component, the line element in question is positioned in the groove in a defined manner and is fixed in its translational degree of freedom perpendicular to the direction of longitudinal extent.
In einer Ausbildungsvariante ist vorgesehen, dass zwischen benachbarten Leitungselementen wenigstens ein Vorsprung angeordnet ist, der zumindest bereichsweise, insbesondere im Wesentlichen, außerhalb von zwei Ebenen, zwischen denen die benachbarten Leitungselemente angeordnet sind, positioniert ist.In one embodiment it is provided that between adjacent line elements at least one projection is arranged, which is positioned at least in some areas, in particular essentially, outside of two planes between which the adjacent line elements are arranged.
Dabei beabstandet der zweite Vorsprung ein jeweiliges Leitungselement zu einem benachbarten Leitungselement. Weiterhin kann in dieser Ausführungsform auch vorgesehen sein, dass der zweite Vorsprung hier auch die Funktion der Beabstandung zu einer jeweiligen Nutwandung realisiert. Bei im Wesentlichen rechteckigen Querschnitten der Leitungselemente bedeutet dies, dass im Querschnitt eines Wicklungspakets die zweiten Vorsprünge in den Eckbereichen eines jeweiligen Leitungselements angeordnet sind.In this case, the second projection separates a respective line element from an adjacent line element. Furthermore, in this embodiment it can also be provided that the second projection here also realizes the function of spacing from a respective groove wall. In the case of essentially rectangular cross-sections of the line elements, this means that the second projections are arranged in the corner regions of a respective line element in the cross-section of a winding set.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Vorsprung an seiner dem leitfähigen Material des Leitungselements abgewandten Seite konvex ausgebildet ist.
Diese Konvexität des Vorsprungs führt zu einer punkt- oder auch linienförmigen Auflage, und wirkt somit einer unnötigen Verengung des freien Strömungsquerschnitts in einer betreffenden Nut entgegen.In particular, it can be provided that a projection is convex on its side facing away from the conductive material of the line element.
This convexity of the projection leads to a point-like or linear support and thus counteracts an unnecessary narrowing of the free flow cross-section in a relevant groove.
Insbesondere können Vorsprünge an radial gegenüberliegenden Seiten eines Leitungselements unterschiedliche axiale Positionen aufweisen.In particular, projections on radially opposite sides of a line element can have different axial positions.
Das bedeutet, dass an der axialen Position eines ersten Vorsprungs zwischen einer ersten Nutwandung und einem Leitungselement zwischen diesem Leitungselement und einer gegenüberliegenden zweiten Nutwandung kein erster Vorsprung angeordnet ist.This means that no first projection is arranged at the axial position of a first projection between a first groove wall and a line element between this line element and an opposing second groove wall.
Bezüglich der zweiten Vorsprünge bedeutet dies, dass an der axialen Position eines zweiten Vorsprungs zwischen einem Leitungselement und einem zum Leitungselement benachbarten Leitungselement zwischen dem benachbarten Leitungselement und einem zum benachbarten Leitungselement wiederum benachbart angeordneten dritten Leitungselement kein zweiter Vorsprung angeordnet ist.
Die axialen Positionen der Vorsprünge an einander gegenüberliegenden Seiten eines Leitungselements sollten wenigstens einen Abstand von 10 mm bis 50 mm zueinander aufweisen. Zweckmäßigerweise sollte der Abstand zwischen den Vorsprüngen derart definiert sein, dass keine Durchbiegung des Leitungselements zu verzeichnen ist.With regard to the second projections, this means that at the axial position of a second projection between a line element and a line element adjacent to the line element, no second projection is arranged between the adjacent line element and a third line element again arranged adjacent to the adjacent line element.
The axial positions of the projections on opposite sides of a line element should be at least 10 mm to 50 mm apart. The distance between the projections should expediently be defined in such a way that no bending of the line element can be recorded.
In vorteilhafter Ausführungsform der leistungserzeugenden Komponente ist vorgesehen, dass die leistungserzeugende Komponente einen Anschluss zur Zuführung eines Kühlfluids in die Nut aufweist.
Es bietet sich an, dass dann die leistungserzeugende Komponente des Weiteren auch einen strömungstechnischen Anschluss zur Abführung des Kühlfluids aus der betreffenden Nut aufweist.In an advantageous embodiment of the power-generating component it is provided that the power-generating component has a connection for feeding a cooling fluid into the groove.
It is advisable that the power-generating component then also has a flow connection for discharging the cooling fluid from the relevant groove.
Ein jeweiliges Leitungselement und die Breite einer jeweiligen Nut können in Bezug zueinander derart dimensioniert sein, dass der Abstand zwischen einem Leitungselement und einer Nutwandung maximal 1/10 der maximalen Quererstreckung des Leitungselements an dieser axialen Position entspricht.A respective line element and the width of a respective groove can be dimensioned in relation to one another in such a way that the distance between a line element and a groove wall corresponds to a maximum of 1/10 of the maximum transverse extent of the line element at this axial position.
Der Abstand ist hier die kürzeste Distanz zwischen der Nutwandung und einem Bereich der Oberfläche des Leitungselements, an dem kein erster Vorsprung angeordnet ist.
Ebenso ist die maximale Quererstreckung an einer Position des Leitungselements zu bestimmen, an der kein Vorsprung angeordnet ist.
Dies ermöglicht einen großen Querschnitt des Leitungselements für einen hohen Kupferfüllgrad und einen geringen ohmschen Widerstand innerhalb der Nut. Gleichzeitig ist die Kontaktfläche zwischen der verbleibenden Oberfläche des Leitungselements und dem Kühlfluid maximiert, bei Gewährleistung eines ausreichend großen Querschnitts zur Realisierung eines möglichst geringen Druckverlustes.The distance here is the shortest distance between the groove wall and a region of the surface of the line element on which no first projection is arranged.
Likewise, the maximum transverse extent is to be determined at a position of the line element at which no projection is arranged.
This enables a large cross section of the line element for a high degree of copper filling and a low ohmic resistance within the groove. At the same time, the contact area between the remaining surface of the line element and the cooling fluid is maximized, while ensuring a sufficiently large cross section to achieve the lowest possible pressure loss.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine elektrische Rotationsmaschine, die zumindest eine erfindungsgemäße leistungserzeugende Komponente aufweist.
In vorteilhafter Ausgestaltung umfasst die elektrische Rotationsmaschine einen Kühlfluid-Kreislauf, der mit dem Anschluss zur Zuführung eines Kühlfluids der leistungserzeugenden Komponente strömungstechnisch gekoppelt ist.Another aspect of the present invention is an electric rotary machine which has at least one power-generating component according to the invention.
In an advantageous embodiment, the electric rotary machine comprises a cooling fluid circuit which is fluidically coupled to the connection for supplying a cooling fluid to the power-generating component.
Die oben beschriebene Erfindung wird nachfolgend vor dem betreffenden technischen Hintergrund unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche bevorzugte Ausgestaltungen zeigen, detailliert erläutert. Die Erfindung wird durch die rein schematischen Zeichnungen in keiner Weise beschränkt, wobei anzumerken ist, dass die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiele nicht auf die dargestellten Maße eingeschränkt sind. Es ist dargestellt in
-
1 : ein Ausschnitt aus einer Querschnitt-Ansicht einer erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente einer ersten Ausführungsform; -
2 : ein Ausschnitt aus einer Querschnitt-Ansicht einer erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente einer zweiten Ausführungsform; -
3 : ein Ausschnitt aus einer Querschnitt-Ansicht einer erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente einer dritten Ausführungsform; -
4 : ein Ausschnitt aus einer Querschnitt-Ansicht einer erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente einer vierten Ausführungsform; und -
5 : ein Ausschnitt aus einem Längsschnitt einer erfindungsgemäßen leistungserzeugenden Komponente.
-
1 : a detail from a cross-sectional view of a power-generating component according to the invention of a first embodiment; -
2 : a detail from a cross-sectional view of a power-generating component according to the invention of a second embodiment; -
3 : a detail from a cross-sectional view of a power-generating component according to the invention of a third embodiment; -
4th : a detail from a cross-sectional view of a power-generating component according to the invention of a fourth embodiment; and -
5 : a detail from a longitudinal section of a power-generating component according to the invention.
Zunächst wird auf die in den
Die leistungserzeugende Einrichtung 1 ist hier ein Stator einer elektrischen Rotationsmaschine.
Die leistungserzeugende Komponente
An der radial inneren Seite der leistungserzeugenden Komponente
The power-generating
The power-generating
On the radially inner side of the power-generating
Die Leitungselemente
Wenigstens einige der in der betreffenden Nut
Aus den
Aufgrund der Anordnung der ersten Vorsprünge
Des Weiteren wird durch einen jeweiligen ersten Vorsprung
At least some of the ones in the groove in
From the
Due to the arrangement of the first protrusions
Furthermore, through a respective first projection
Wie aus den
Entsprechend ermöglicht diese Ausgestaltung, dass das Kühlfluid
Accordingly, this configuration enables the cooling
Die in den
Hier ist ersichtlich, dass an der axialen Position eines zweiten Vorsprungs
Here it can be seen that at the axial position of a
Mit der hier vorgeschlagenen leistungserzeugenden Komponente sowie der damit ausgestatteten elektrischen Rotationsmaschine werden Einrichtungen zur Verfügung gestellt, die in kostengünstiger sowie bauraumminimierter Ausführung eine optimale Kühlung und/oder lange Lebensdauer bzw. vereinfachte Montage ihrer elektrischen Leitungen bzw. Wicklungen ermöglichen.With the power-generating component proposed here and with it Equipped electrical rotary machine devices are made available which, in a cost-effective and space-saving design, allow optimal cooling and / or a long service life or simplified assembly of their electrical lines or windings.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Leistungserzeugende KomponentePower-generating component
- 22
- WicklungWinding
- 1010
- Nut Groove
- 1111
- NutwandungGroove wall
- 1212th
- NutverschlussteilSlot closure part
- 2020th
- LeitungselementLine element
- 2121
- BeschichtungCoating
- 2222nd
- erster Vorsprungfirst lead
- 2323
- zweiter Vorsprungsecond lead
- 2424
- Konvexitätconvexity
- 3030th
- Abstanddistance
- 3131
- Kühlfluid Cooling fluid
- 4040
- benachbartes Leitungselement adjacent line element
- 4141
- Abstand zum benachbarten LeitungselementDistance to the neighboring pipe element
- 4242
- drittes Leitungselementthird line element
- 4343
- axialer Abstand zwischen Vorsprüngenaxial distance between protrusions
- 5050
- Erste EbeneFirst floor
- 5151
- Zweite Ebenesecond level
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 112011103347 T5 [0005]DE 112011103347 T5 [0005]
- EP 3157138 A1 [0006]EP 3157138 A1 [0006]
- DE 102015013018 A1 [0008]DE 102015013018 A1 [0008]
- JP 2016149900 A2 [0008]JP 2016149900 A2 [0008]
- DE 102015220852 A1 [0009]DE 102015220852 A1 [0009]
- DE 102016101705 A1 [0010]DE 102016101705 A1 [0010]
- US 2017104380 AA [0010]US 2017104380 AA [0010]
- US 2009078448 AA [0011]US 2009078448 AA [0011]
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---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021213834A1 (en) | 2021-12-06 | 2023-06-07 | Mahle International Gmbh | Process for manufacturing an electric motor |
WO2023232180A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Power-generating component of an electric rotation machine, method for producing a power-generating component, and electric rotation machine |
DE102022208047A1 (en) | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Magna powertrain gmbh & co kg | Electric machine |
Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE718359C (en) | 1937-10-07 | 1942-03-10 | Siemens Ag | With a liquid insulating medium, in particular an electric machine filled with oil |
DE1017265B (en) | 1954-12-24 | 1957-10-10 | Licentia Gmbh | Conductor arrangement for strongly cooled electrical machines, especially turbo generators |
FR2556146A1 (en) | 1983-12-05 | 1985-06-07 | Paris & Du Rhone | Device for mounting and insulating conductors on the rotors of electric rotating machines |
US20030001441A1 (en) | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Bae Systems Controls Inc. | Stator construction for high performance rotating machines |
US20090078448A1 (en) | 2007-09-25 | 2009-03-26 | Tillner Dipl-Ing Siegbert | Electrical winding conductor with a rectangular cross section |
DE112011103347T5 (en) | 2010-10-04 | 2013-07-18 | Remy Technologies, L.L.C. | Internal cooling of a stator assembly in an electrical machine |
DE102013107277A1 (en) | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Denso Corporation | Stator of an electric rotating machine |
JP2016149900A (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | マツダ株式会社 | Cooling structure for rotary electric machine |
US20170104380A1 (en) | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Uqm Technologies, Inc. | Slot liner thermal conductivity for electric motors |
DE102015013018A1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Audi Ag | Stator for an electric machine |
EP3157138A1 (en) | 2015-10-12 | 2017-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for cooling a stack of metal sheets, stack of metal sheets, rotor, stator and electric machine |
DE102015220852A1 (en) | 2015-10-26 | 2017-04-27 | Robert Bosch Gmbh | Electric machine |
DE102016101705A1 (en) | 2016-02-01 | 2017-08-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Electric machine and motor vehicle and method for producing an electrical machine |
DE102016221810A1 (en) | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric coil arrangement with stranded conductors |
DE102018106302A1 (en) | 2017-05-15 | 2018-11-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Stator for an electric machine and method for its production |
DE102017220123A1 (en) | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Audi Ag | Groove wall insulation for a stator of an electric motor |
DE102018112347A1 (en) | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Winding of an electric machine, electric machine and method of manufacturing the winding |
DE102019119216A1 (en) | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electrical energy converter device |
-
2020
- 2020-04-02 DE DE102020109209.1A patent/DE102020109209A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE718359C (en) | 1937-10-07 | 1942-03-10 | Siemens Ag | With a liquid insulating medium, in particular an electric machine filled with oil |
DE1017265B (en) | 1954-12-24 | 1957-10-10 | Licentia Gmbh | Conductor arrangement for strongly cooled electrical machines, especially turbo generators |
FR2556146A1 (en) | 1983-12-05 | 1985-06-07 | Paris & Du Rhone | Device for mounting and insulating conductors on the rotors of electric rotating machines |
US20030001441A1 (en) | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Bae Systems Controls Inc. | Stator construction for high performance rotating machines |
US20090078448A1 (en) | 2007-09-25 | 2009-03-26 | Tillner Dipl-Ing Siegbert | Electrical winding conductor with a rectangular cross section |
DE112011103347T5 (en) | 2010-10-04 | 2013-07-18 | Remy Technologies, L.L.C. | Internal cooling of a stator assembly in an electrical machine |
DE102013107277A1 (en) | 2012-08-10 | 2014-02-13 | Denso Corporation | Stator of an electric rotating machine |
JP2016149900A (en) | 2015-02-13 | 2016-08-18 | マツダ株式会社 | Cooling structure for rotary electric machine |
DE102015013018A1 (en) | 2015-10-07 | 2017-04-13 | Audi Ag | Stator for an electric machine |
US20170104380A1 (en) | 2015-10-08 | 2017-04-13 | Uqm Technologies, Inc. | Slot liner thermal conductivity for electric motors |
EP3157138A1 (en) | 2015-10-12 | 2017-04-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for cooling a stack of metal sheets, stack of metal sheets, rotor, stator and electric machine |
DE102015220852A1 (en) | 2015-10-26 | 2017-04-27 | Robert Bosch Gmbh | Electric machine |
DE102016101705A1 (en) | 2016-02-01 | 2017-08-03 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Electric machine and motor vehicle and method for producing an electrical machine |
DE102016221810A1 (en) | 2016-11-08 | 2018-05-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Electric coil arrangement with stranded conductors |
DE102018106302A1 (en) | 2017-05-15 | 2018-11-15 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Stator for an electric machine and method for its production |
DE102017220123A1 (en) | 2017-11-13 | 2019-05-16 | Audi Ag | Groove wall insulation for a stator of an electric motor |
DE102018112347A1 (en) | 2018-05-23 | 2019-11-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Winding of an electric machine, electric machine and method of manufacturing the winding |
DE102019119216A1 (en) | 2019-07-16 | 2021-01-21 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Electrical energy converter device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
JP 2016 149 900 A (Maschinenübersetzung) EPO, Espacenet [online] [abgerufen am 23.04.2020] |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102021213834A1 (en) | 2021-12-06 | 2023-06-07 | Mahle International Gmbh | Process for manufacturing an electric motor |
WO2023232180A1 (en) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Power-generating component of an electric rotation machine, method for producing a power-generating component, and electric rotation machine |
DE102022208047A1 (en) | 2022-08-03 | 2024-02-08 | Magna powertrain gmbh & co kg | Electric machine |
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