DE102020127410A1 - electric motor - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor (1), ausgebildet als Drehstrom-Asynchronmaschine, umfassend ein zylindrisch ausgebildetes Motorgehäuse (2), das in seiner ringzylindrisch ausgebildeten Gehäusewand (3) einen Kühlmantel (4) aufweist, über den ein an der Innenseite der Gehäusewand (3) ortsfest angeordneter ringzylindrisch ausgebildeter Stator (5) kühlbar ist, wobei der ringzylindrisch ausgebildete Stator (5) an seinen beiden stirnseitigen Ringflächen (6, 7) einen Wickelkopf (8) aufweist; eine Rotorwelle (9), die über zumindest zwei Wälzlager (10, 11) in dem Motorgehäuse (2) drehbar gelagert ist, wobei auf der Rotorwelle (9) ein Käfigläufer (12) drehfest angeordnet ist, der eine Vielzahl von zu Blechpaketen (13) verbundenen Rotorblechen (14) sowie parallel zur Rotorwelle (9) angeordnete, hohlförmig ausgebildete Läuferstäbe (15) aufweist, die stirnseitig über jeweils einen Kurzschlussring (16, 17) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei an dem ersten stirnseitigen Kurzschlussring (16) ein erstes Abschlussblech (18) und an dem zweiten stirnseitigen Kurzschlussring (17) ein zweites Abschlussblech (19) angeordnet ist, wobei die beiden Abschlussbleche (18, 19) Kühlkanäle (20, 21) umfassen, über die ein Kühlmittel zu den Läuferstäben (15) leitbar ist.The present invention relates to an electric motor (1), designed as a three-phase asynchronous machine, comprising a cylindrical motor housing (2) which has a cooling jacket (4) in its ring-cylindrical housing wall (3), over which a cooling jacket (4) is mounted on the inside of the housing wall ( 3) the stationarily arranged annular-cylindrical stator (5) can be cooled, the annular-cylindrical stator (5) having a winding overhang (8) on its two end ring surfaces (6, 7); a rotor shaft (9) which is rotatably mounted in the motor housing (2) via at least two roller bearings (10, 11), a squirrel-cage rotor (12) being arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft (9) and having a large number of laminated cores (13 ) connected rotor laminations (14) and hollow-shaped rotor bars (15) arranged parallel to the rotor shaft (9) which are electrically conductively connected to each other at the end faces via a short-circuit ring (16, 17), wherein on the first end-side short-circuit ring (16) a first end plate (18) and a second end plate (19) is arranged on the second end-side short-circuit ring (17), the two end plates (18, 19) comprising cooling channels (20, 21) via which a coolant can flow to the rotor bars (15) is conductive.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Elektromotor, der als Drehstrom-Asynchronmaschine ausgebildet ist. Der Elektromotor umfasst ein zylindrisch ausgebildetes Motorgehäuse, das in seiner ringzylindrisch ausgebildeten Gehäusewand einen Kühlmantel aufweist, über den ein an der Innenseite der Gehäusewand ortsfest angeordneter ringzylindrisch ausgebildeter Stator kühlbar ist, wobei der ringzylindrisch ausgebildete Stator an seinen beiden stirnseitigen Ringflächen einen Wickelkopf aufweist. Weiterhin umfasst der Elektromotor eine Rotorwelle, die über zumindest zwei Wälzlager in dem Motorgehäuse drehbar gelagert ist, wobei auf der Rotorwelle ein Käfigläufer drehfest angeordnet ist, der eine Vielzahl von zu Blechpaketen verbundenen Rotorblechen sowie parallel zur Rotorwelle angeordnete, hohlförmig ausgebildete Läuferstäbe aufweist, die stirnseitig über jeweils einen Kurzschlussring elektrisch leitend miteinander verbunden sind.The present invention relates to an electric motor which is designed as a three-phase asynchronous machine. The electric motor comprises a cylindrical motor housing, which has a cooling jacket in its ring-cylindrical housing wall, via which a ring-cylindrical stator arranged stationary on the inside of the housing wall can be cooled, the ring-cylindrical stator having a winding overhang on its two end ring surfaces. Furthermore, the electric motor comprises a rotor shaft, which is rotatably mounted in the motor housing via at least two roller bearings, with a squirrel-cage rotor being arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft, which has a large number of rotor laminations connected to form laminated cores and hollow rotor bars arranged parallel to the rotor shaft, which are on the front side are electrically conductively connected to each other via a short-circuit ring.

Heutige Hochleistungs-Traktionsmaschinen für E-Fahrzeuge erzeugen aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte mehrere KW an Abwärme, welche sicher abgeführt werden muss. Ansonsten muss die Leistung im Betrieb reduziert werden, damit die E-Maschinen keinen Schaden nehmen. Da diese E-Maschinen immer kompakter gebaut werden sollen (aufgrund von Bauraum- und Materialeinsparung) und somit die Leistungsdichte dadurch weiter ansteigt, werden sie auch immer öfters mit höherer Leistung betrieben. Damit dies dauerhaft möglich ist, muss die Abwärme mit zusätzlichen Hilfseinrichtungen abgeführt werden.Due to their high power density, today's high-performance traction machines for electric vehicles generate several KW of waste heat, which must be safely dissipated. Otherwise, the performance must be reduced during operation so that the e-machines are not damaged. Since these e-machines are to be built more and more compactly (due to space and material savings) and thus the power density continues to increase as a result, they are also increasingly being operated with higher power. In order for this to be possible over the long term, the waste heat must be dissipated using additional auxiliary equipment.

Aus der DE 101 42 642 A1 ist ein luftgekühlter Elektromotor in Form eines Linearmotors bekannt, bei in einem geschlossenen Gehäuse ein Modulblock aus einem Wicklungskörper und darauf aufgebrachten Wicklungen enthalten ist. Kühlluft wird über einen Lufteinlass in das Gehäuse eingeleitet und umströmt dort die Wicklungen und wird in dem Bereich der Wicklungen in Zahnlücken des Wicklungskörpers gerichtet.From the DE 101 42 642 A1 an air-cooled electric motor in the form of a linear motor is known, in which a module block consisting of a winding body and windings applied thereto is contained in a closed housing. Cooling air is introduced into the housing via an air inlet, where it flows around the windings and is directed into tooth gaps in the winding body in the area of the windings.

In der DE 10 2018 101 078 A1 wird eine Vorrichtung zum Kühlen eines Elektromotors offenbart. Der Elektromotor besitzt einen Rotor und einen Stator. Der Stator ist von einem Statorgehäuse umgeben, in dem ein Kühlkreislauf für den Stator ausgebildet ist. In the DE 10 2018 101 078 A1 an apparatus for cooling an electric motor is disclosed. The electric motor has a rotor and a stator. The stator is surrounded by a stator housing in which a cooling circuit for the stator is formed.

Der Rotor sitzt auf einer Rotorwelle und die Rotorwelle ist im Lagerschild über mindestens ein Wälzlager drehbar gelagert. Zumindest ein Kühlkreislauf für den Rotor ist in der Rotorwelle ausgebildet. Ein Wärmetauscher koppelt den Kühlkreislauf für den Rotor und den Kühlkreislauf für den Stator miteinander.The rotor sits on a rotor shaft and the rotor shaft is rotatably mounted in the end shield via at least one roller bearing. At least one cooling circuit for the rotor is formed in the rotor shaft. A heat exchanger couples the cooling circuit for the rotor and the cooling circuit for the stator.

In Asynchronmaschinen wird das Magnetfeld im Rotor durch das indizieren einer Spannung, die wiederum einen Strom hervorruft, in den Läuferstäben erzeugt. Da die Stäbe an beiden Enden kurzgeschlossen sind und die Länge der Stäbe, im Gegensatz zu Spulen, sehr kurz ist und somit der Widerstand sehr gering ist, wird in den Stäben ein großer Strom induziert. Dadurch heizen sich die Stäbe auf und der Widerstand steigt an und erzeugt so noch mehr Wärme. Vor allem beim Anfahren von Asynchronmaschinen haben diese einen schlechten Wirkungsgrad und erwärmen sich durch die hohen auftretenden Ströme stark auf.In asynchronous machines, the magnetic field in the rotor is generated by inducing a voltage in the rotor bars, which in turn generates a current. Since the bars are short-circuited at both ends and the length of the bars, unlike coils, is very short and thus the resistance is very low, a large current is induced in the bars. This causes the rods to heat up and the resistance increases, generating even more heat. Above all when starting up asynchronous machines, they have a poor degree of efficiency and heat up considerably due to the high currents that occur.

Vor diesem Hintergrund ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Elektromotor bereitzustellen.Against this background, the object of the present invention is to provide an electric motor that is improved over the prior art.

Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Elektromotor gemäß den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.This object is achieved with an electric motor according to the features of independent claim 1.

Der erfindungsgemäße Elektromotor ist als Drehstrom-Asynchronmaschine ausgebildet und umfasst ein zylindrisch ausgebildetes Motorgehäuse, das in seiner ringzylindrisch ausgebildeten Gehäusewand einen Kühlmantel aufweist, über den ein an der Innenseite der Gehäusewand ortsfest angeordneter ringzylindrisch ausgebildeter Stator kühlbar ist, wobei der ringzylindrisch ausgebildete Stator an seinen beiden stirnseitigen Ringflächen einen Wickelkopf aufweist. Weiterhin umfasst der Elektromotor eine Rotorwelle, die über zumindest zwei Wälzlager in dem Motorgehäuse drehbar gelagert ist, wobei auf der Rotorwelle ein Käfigläufer drehfest angeordnet ist, der eine Vielzahl von zu Blechpaketen verbundenen Rotorblechen sowie parallel zur Rotorwelle angeordnete, hohlförmig ausgebildete Läuferstäbe aufweist, die stirnseitig über jeweils einen Kurzschlussring elektrisch leitend miteinander verbunden sind.The electric motor according to the invention is designed as a three-phase asynchronous machine and comprises a cylindrical motor housing, which has a cooling jacket in its ring-cylindrical housing wall, via which a ring-cylindrical stator arranged stationary on the inside of the housing wall can be cooled, the ring-cylindrical stator being at both of its end ring surfaces has a winding head. Furthermore, the electric motor comprises a rotor shaft, which is rotatably mounted in the motor housing via at least two roller bearings, with a squirrel-cage rotor being arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft, which has a large number of rotor laminations connected to form laminated cores and hollow rotor bars arranged parallel to the rotor shaft, which are on the front side are electrically conductively connected to each other via a short-circuit ring.

Der Elektromotor ist dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten stirnseitigen Kurzschlussring ein erstes Abschlussblech und an dem zweiten stirnseitigen Kurzschlussring ein zweites Abschlussblech angeordnet ist, wobei die beiden Abschlussbleche Kühlkanäle umfassen, über die ein Kühlmittel zu den Läuferstäben leitbar ist.The electric motor is characterized in that a first end plate is arranged on the first end-side short-circuit ring and a second end plate is arranged on the second end-side short-circuit ring, with the two end plates comprising cooling channels via which a coolant can be routed to the rotor bars.

Dadurch, dass die Läuferstäbe von dem Kühlmittel direkt durchströmbar sind, können die Läuferstäbe und somit der gesamte Rotor aktiv im Betrieb gekühlt werden. Dadurch wird eine übermäßige Erwärmung und somit eine Erhöhung der Widerstände in den Läuferstäben vermieden, so dass die E-Maschinen nicht nur mit einer höheren Leistung dauerhaft betrieben werden kann, sondern zudem einen höheren Wirkungsgrad aufweist.Because the coolant can flow directly through the rotor bars, the rotor bars and thus the entire rotor can be actively cooled during operation. This avoids excessive heating and thus an increase in the resistances in the rotor bars, so that the electric machines not only have a higher Performance can be operated continuously, but also has a higher efficiency.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependently formulated claims. The features listed individually in the dependent claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further refinements of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred configurations of the invention being presented.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Kühlkanäle über den Umfang verteilte Öffnungen aufweisen, über die die Wickelköpfe mit dem Kühlmittel kühlbar sind. Die aktive Kühlung der Wickelköpfe mit dem Kühlmittel über den Rotor erlaubt eine besonders wirksame Wärmeabführung aus dem inneren des Stators. Hierdurch kann eine Überhitzung wirkungsvoll vermieden und somit die E-Maschine mit einer höheren Leistung dauerhaft betrieben werden.In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the cooling channels have openings distributed over the circumference, via which the winding overhangs can be cooled with the coolant. The active cooling of the end windings with the coolant via the rotor allows a particularly effective heat dissipation from the inside of the stator. In this way, overheating can be effectively avoided and the e-machine can be operated permanently with a higher output.

Vorzugsweise weist die Rotorwelle zumindest eine außerhalb des Motorgehäuses angeordnete radiale erste Kühlmitteleingangsbohrung sowie zumindest eine innerhalb des Motorgehäuses angeordnete radiale zweite Kühlmitteleingangsbohrung auf, die mit den Kühlkanälen des ersten Abschlussbleches fluidisch verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Rotorwelle zumindest eine innerhalb des Motorgehäuses angeordnete radiale erste Kühlmittelausgangsbohrung umfasst, die mit den Kühlkanälen des zweiten Abschlussbleches fluidisch verbunden ist und die über eine innerhalb der Rotorwelle angeordnete Hülse mit einer außerhalb der Rotorwelle angeordneten radialen zweiten Kühlmittelausgangsbohrung fluidisch verbunden ist, derart, dass das Kühlmittel im Kreislauf durch die Läuferstäbe leitbar ist.The rotor shaft preferably has at least one radial first coolant inlet bore arranged outside the motor housing and at least one radial second coolant inlet bore arranged inside the motor housing, which is fluidically connected to the cooling channels of the first end plate. In this context, it is particularly preferred that the rotor shaft comprises at least one radial first coolant outlet borehole arranged inside the motor housing, which is fluidically connected to the cooling channels of the second end plate and which is connected via a sleeve arranged inside the rotor shaft to a radial second coolant outlet borehole arranged outside the rotor shaft is fluidly connected, such that the coolant is conductive in the circuit through the rotor bars.

Ein derartiger Aufbau ist dahingehend vorteilhaft, da die Kühlung bedarfsgerecht über den Volumenstrom eingestellt werden kann und nicht dauerhaft betrieben werden muss. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Wärme genau dort abgeführt wird, wo sie entsteht. Somit erhitzt sich der ganze Rotor inkl. Blechpaket nicht weiter. Für die Wälzlager wirkt sich dies ebenfalls vorteilhaft aus, da hier keine Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenring entstehen kann. Dies reduziert zum einen die Kosten für die Wälzlager und ermöglicht zum anderen eine gleichmäßigere Lagerluft in allen Betriebspunkten der E-Maschine.Such a structure is advantageous in that the cooling can be adjusted as needed via the volume flow and does not have to be operated continuously. Another advantage is that the heat is dissipated exactly where it is generated. This means that the entire rotor, including the laminated core, does not heat up any further. This also has an advantageous effect on the roller bearings, since there can be no temperature difference between the inner and outer ring. On the one hand, this reduces the costs for the roller bearings and, on the other hand, enables a more even bearing clearance at all operating points of the e-machine.

Über den Durchmesser und die Anzahl der über den Umfang verteilten Öffnungen kann eine Mindestmenge für die Kühlung der Wickelköpfe eingestellt werden. Vorteilhaft dabei ist, dass nur ein geringer Kühlmittelversorgungsdruck benötigt wird, was die benötigte Kühlmittelpumpenleistung verringert. Das Kühlmittel wird über die Fliehkraft nach außen geschleudert und so auf den Wickelköpfen gleichmäßig verteilt. Wird eine höhere Kühlleistung benötigt, kann bedarfsgerecht der Kühlmittelversorgungsdruck erhöht werden, um den Kühlmittelvolumenstrom zur Kühlung des Rotors und der Wickelköpfe zu erhöhen.A minimum quantity for cooling the winding overhangs can be set via the diameter and the number of openings distributed over the circumference. The advantage here is that only a low coolant supply pressure is required, which reduces the required coolant pump capacity. The coolant is thrown outwards by centrifugal force and is thus evenly distributed on the winding heads. If a higher cooling capacity is required, the coolant supply pressure can be increased as required in order to increase the coolant volume flow for cooling the rotor and the end windings.

Ferner kann die Temperatur von Hotspots, die in der Mitte des Stators entstehen, wirkungsvoll gesenkt werden. Hier kann der gekühlte Rotor die Wärme aus dem Stator aufnehmen. Da durch diese Lösung der Stator über seine komplette Länge zusätzlich gekühlt wird, kann die E-Maschine dauerhaft auch mit einer höheren Leistung betrieben werden.Furthermore, the temperature of hotspots generated in the center of the stator can be effectively lowered. Here the cooled rotor can absorb the heat from the stator. Since this solution additionally cools the stator over its entire length, the e-machine can also be operated permanently with a higher output.

Weiterhin ist vorteilhaft vorgesehen, dass die radiale erste Kühlmitteleingangsbohrung sowie die radiale zweite Kühlmittelausgangsbohrung axial auf einer Seite der Rotorwelle angeordnet sind.Furthermore, it is advantageously provided that the radial first coolant inlet bore and the radial second coolant outlet bore are arranged axially on one side of the rotor shaft.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

  • 1 eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Elektromotors in einer Schnittdarstellung, und
  • 2 einen vergrößerten Bereich des in 1 gezeigten Elektromotors.
The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figures. It should be pointed out that the invention should not be limited by the exemplary embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and/or figures. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the proportions shown are only schematic. The same reference symbols designate the same objects, so that explanations from other figures can be used as a supplement if necessary. Show it:
  • 1 an embodiment of the electric motor according to the invention in a sectional view, and
  • 2 an enlarged area of the in 1 shown electric motor.

In 1 ist eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Elektromotors 1 gezeigt, der als Drehstrom-Asynchronmaschine ausgebildet ist. Der Elektromotor 1 umfasst ein zylindrisch ausgebildetes Motorgehäuse 2, das in seiner ringzylindrisch ausgebildeten Gehäusewand 3 einen Kühlmantel 4 aufweist. Über den Kühlmantel 4 ist ein an der Innenseite der Gehäusewand 3 ortsfest angeordneter und ringzylindrisch ausgebildeter Stator 5 kühlbar.In 1 an embodiment variant of the electric motor 1 according to the invention is shown, which is designed as a three-phase asynchronous machine. The electric motor 1 comprises a cylindrical motor housing 2 which has a cooling jacket 4 in its ring-cylindrical housing wall 3 . A stator 5 which is stationary on the inside of the housing wall 3 and is of ring-cylindrical design can be cooled via the cooling jacket 4 .

Der Stator 5 kann beispielsweise aus einer Vielzahl von Blechen und Wicklungen gebildet werden (nicht dargestellt). Wie der 1 entnehmbar, weist der ringzylindrisch ausgebildete Stator 5 an seinen beiden stirnseitigen Ringflächen 6, 7 jeweils einen Wickelkopf 8 auf.The stator 5 can be formed, for example, from a large number of laminations and windings (not shown). Once again 1 can be removed, the ring-cylindrical stator 5 has a winding head 8 on each of its two end ring surfaces 6, 7.

Weiterhin umfasst der Elektromotor 1 eine Rotorwelle 9, die über zumindest zwei Wälzlager 10, 11 in dem Motorgehäuse 2 drehbar gelagert ist. Auf der Rotorwelle 9 ist ein Käfigläufer 12 drehfest angeordnet, der eine Vielzahl von zu Blechpaketen 13 verbundenen Rotorblechen 14 sowie parallel zur Rotorwelle 9 angeordnete, hohlförmig ausgebildete Läuferstäbe 15 aufweist, die stirnseitig über jeweils einen Kurzschlussring 16, 17 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.Furthermore, the electric motor 1 comprises a rotor shaft 9 which is rotatably mounted in the motor housing 2 via at least two roller bearings 10, 11. A squirrel-cage rotor 12 is arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft 9, which has a large number of rotor laminations 14 connected to form laminated cores 13 and hollow-shaped rotor bars 15 arranged parallel to the rotor shaft 9, which are electrically conductively connected to one another on the front side via a short-circuit ring 16, 17 in each case.

An dem ersten stirnseitigen Kurzschlussring 16 ist ein erstes Abschlussblech 18 und an dem zweiten stirnseitigen Kurzschlussring 17 ein zweites Abschlussblech 19 angeordnet. Jedes der beiden Abschlussbleche 18, 19 umfasst Kühlkanäle 20, 21, über die ein Kühlmittel zu den Läuferstäben 15 leitbar ist, wie dies insbesondere anhand der Pfeile in 2 erkennbar ist.A first end plate 18 is arranged on the first short-circuit ring 16 on the end face, and a second end plate 19 is arranged on the second short-circuit ring 17 on the end face. Each of the two end plates 18, 19 includes cooling ducts 20, 21, via which a coolant can be routed to the rotor bars 15, as can be seen in particular using the arrows in 2 is recognizable.

In der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante weisen die Kühlkanäle 20, 21 über den Umfang verteilte Öffnungen 22, 23 auf, über die die Wickelköpfe 8 direkt mit dem Kühlmittel kühlbar sind, so dass eine Überhitzung wirkungsvoll vermieden werden kann.In the embodiment variant shown here, the cooling channels 20, 21 have openings 22, 23 distributed over the circumference, via which the winding overhangs 8 can be cooled directly with the coolant, so that overheating can be effectively avoided.

Um die Kühlung bedarfsgerecht über den Volumenstrom einstellen zu können, weist der Elektromotor 1 einen Kühlkreislauf 24 auf, der in 2 durch die Pfeile dargestellt ist. Hierzu weist die Rotorwelle 9 eine außerhalb des Motorgehäuses 2 angeordnete radiale erste Kühlmitteleingangsbohrung 25 sowie eine innerhalb des Motorgehäuses 2 angeordnete radiale zweite Kühlmitteleingangsbohrung 26 auf, die mit den Kühlkanälen 20 des ersten Abschlussbleches 18 fluidisch verbunden ist. Weiterhin weist die Rotorwelle 9 eine innerhalb des Motorgehäuses 2 angeordnete radiale erste Kühlmittelausgangsbohrung 27 auf, die mit den Kühlkanälen 21 des zweiten Abschlussbleches 19 fluidisch verbunden ist und die über eine innerhalb der Rotorwelle 9 angeordnete Hülse 28 mit einer außerhalb der Rotorwelle 9 angeordneten radialen zweiten Kühlmittelausgangsbohrung 29 fluidisch verbunden ist, so dass das Kühlmittel im Kreislauf durch die Läuferstäbe 15 geleitet werden kann, wie dies anhand der Pfeile in 2 erkennbar ist.In order to be able to set the cooling as needed via the volume flow, the electric motor 1 has a cooling circuit 24, which in 2 is represented by the arrows. For this purpose, the rotor shaft 9 has a radial first coolant inlet bore 25 arranged outside the motor housing 2 and a radial second coolant inlet bore 26 arranged inside the motor housing 2 , which is fluidically connected to the cooling channels 20 of the first end plate 18 . Furthermore, the rotor shaft 9 has a radial first coolant outlet bore 27 arranged inside the motor housing 2, which is fluidically connected to the cooling channels 21 of the second end plate 19 and which, via a sleeve 28 arranged inside the rotor shaft 9, has a radial second coolant outlet bore arranged outside the rotor shaft 9 29 is fluidically connected so that the coolant can be circulated through the rotor bars 15, as indicated by the arrows in 2 is recognizable.

Die Erfindung ist nicht auf die in den unabhängigen Ansprüchen definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmale definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der unabhängigen Ansprüche weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann. Insofern ist der unabhängige Anspruch lediglich als ein erster Formulierungsversuch für die vorliegende Erfindung zu verstehen.The invention is not limited to the combinations of features defined in the independent claims, but can also be defined by any other combination of specific features of all the individual features disclosed overall. This means that in principle practically every individual feature of the independent claims can be omitted or replaced by at least one individual feature disclosed elsewhere in the application. In this respect, the independent claim is to be understood merely as a first attempt at formulating the present invention.

BezugszeichenlisteReference List

11
Elektromotorelectric motor
22
Motorgehäusemotor housing
33
Gehäusewandhousing wall
44
Kühlmantelcooling jacket
55
Statorstator
66
stirnseitige Ringflächefront ring surface
77
stirnseitige Ringflächefront ring surface
88th
Wickelkopfwinding head
99
Rotorwellerotor shaft
1010
Wälzlagerroller bearing
1111
Wälzlagerroller bearing
1212
Käfigläufersquirrel cage runner
1313
Blechpaketlaminated core
1414
Rotorblecherotor laminations
1515
Läuferstäberunner rods
1616
Kurzschlussringshort ring
1717
Kurzschlussringshort ring
1818
erstes Abschlussblechfirst end plate
1919
zweites Abschlussblechsecond end plate
2020
Kühlkanälecooling channels
2121
Kühlkanälecooling channels
2222
Öffnungenopenings
2323
Öffnungenopenings
2424
Kühlkreislaufcooling circuit
2525
erste Kühlmitteleingangsbohrungfirst coolant inlet hole
2626
zweite Kühlmitteleingangsbohrungsecond coolant inlet hole
2727
erste Kühlmittelausgangsbohrungfirst coolant outlet hole
2828
Hülsesleeve
2929
zweite Kühlmittelausgangsbohrungsecond coolant outlet hole

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 10142642 A1 [0003]DE 10142642 A1 [0003]
  • DE 102018101078 A1 [0004]DE 102018101078 A1 [0004]

Claims (5)

Elektromotor (1), ausgebildet als Drehstrom-Asynchronmaschine, umfassend ein zylindrisch ausgebildetes Motorgehäuse (2), das in seiner ringzylindrisch ausgebildeten Gehäusewand (3) einen Kühlmantel (4) aufweist, über den ein an der Innenseite der Gehäusewand (3) ortsfest angeordneter ringzylindrisch ausgebildeter Stator (5) kühlbar ist, wobei der ringzylindrisch ausgebildete Stator (5) an seinen beiden stirnseitigen Ringflächen (6, 7) einen Wickelkopf (8) aufweist; eine Rotorwelle (9), die über zumindest zwei Wälzlager (10, 11) in dem Motorgehäuse (2) drehbar gelagert ist, wobei auf der Rotorwelle (9) ein Käfigläufer (12) drehfest angeordnet ist, der eine Vielzahl von zu Blechpaketen (13) verbundenen Rotorblechen (14) sowie parallel zur Rotorwelle (9) angeordnete, hohlförmig ausgebildete Läuferstäbe (15) aufweist, die stirnseitig über jeweils einen Kurzschlussring (16, 17) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten stirnseitigen Kurzschlussring (16) ein erstes Abschlussblech (18) und an dem zweiten stirnseitigen Kurzschlussring (17) ein zweites Abschlussblech (19) angeordnet ist, wobei die beiden Abschlussbleche (18, 19) Kühlkanäle (20, 21) umfassen, über die ein Kühlmittel zu den Läuferstäben (15) leitbar ist.Electric motor (1), designed as a three-phase asynchronous machine, comprising a cylindrically designed motor housing (2) which has a cooling jacket (4) in its ring-cylindrical housing wall (3), over which a ring-cylindrical formed stator (5) can be cooled, wherein the ring-cylindrical formed stator (5) has a winding overhang (8) on its two end ring surfaces (6, 7); a rotor shaft (9) which is rotatably mounted in the motor housing (2) via at least two roller bearings (10, 11), a squirrel-cage rotor (12) being arranged in a rotationally fixed manner on the rotor shaft (9) and having a large number of laminated cores (13 ) connected rotor laminations (14) and arranged parallel to the rotor shaft (9), hollow-shaped rotor bars (15) which are electrically conductively connected to each other on the front side via a respective short-circuit ring (16, 17), characterized in that on the first short-circuit ring on the front side ( 16) a first end plate (18) and a second end plate (19) is arranged on the second short-circuit ring (17) on the end face, the two end plates (18, 19) comprising cooling channels (20, 21) via which a coolant can flow to the rotor bars (15) is conductive. Elektromotor (1) nach Anspruch 1, wobei die Kühlkanäle (20, 21) über den Umfang verteilte Öffnungen (22, 23) aufweisen, über die die Wickelköpfe (8) mit dem Kühlmittel kühlbar sind.Electric motor (1) after claim 1 , wherein the cooling channels (20, 21) have openings (22, 23) distributed over the circumference, via which the winding overhangs (8) can be cooled with the coolant. Elektromotor (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Rotorwelle (9) zumindest eine außerhalb des Motorgehäuses (3) angeordnete radiale erste Kühlmitteleingangsbohrung (25) sowie zumindest eine innerhalb des Motorgehäuses (2) angeordnete radiale zweite Kühlmitteleingangsbohrung (26) umfasst, die mit den Kühlkanälen (20) des ersten Abschlussbleches (18) fluidisch verbunden ist.Electric motor (1) after claim 1 or 2 , wherein the rotor shaft (9) comprises at least one radial first coolant inlet bore (25) arranged outside the motor housing (3) and at least one radial second coolant inlet bore (26) arranged inside the motor housing (2), which is connected to the cooling channels (20) of the first end plate (18) is fluidically connected. Elektromotor (1) nach Anspruch 3, wobei die Rotorwelle (9) zumindest eine innerhalb des Motorgehäuses (2) angeordnete radiale erste Kühlmittelausgangsbohrung (27) umfasst, die mit den Kühlkanälen (21) des zweiten Abschlussbleches (19) fluidisch verbunden ist und die über eine innerhalb der Rotorwelle (9) angeordnete Hülse (28) mit einer außerhalb der Rotorwelle (9) angeordneten radialen zweiten Kühlmittelausgangsbohrung (29) fluidisch verbunden ist, derart, dass das Kühlmittel im Kreislauf durch die Läuferstäbe (15) leitbar ist.Electric motor (1) after claim 3 , wherein the rotor shaft (9) comprises at least one radial first coolant outlet bore (27) arranged inside the motor housing (2), which is fluidically connected to the cooling channels (21) of the second end plate (19) and which is connected via a hole inside the rotor shaft (9) arranged sleeve (28) is fluidically connected to a radial second coolant outlet bore (29) arranged outside of the rotor shaft (9), in such a way that the coolant can be guided in the circuit through the rotor bars (15). Elektromotor (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die radiale erste Kühlmitteleingangsbohrung (25) sowie die radiale zweite Kühlmittelausgangsbohrung (29) axial auf einer Seite der Rotorwelle (9) angeordnet sind.Electric motor (1) after claim 3 or 4 , wherein the radial first coolant inlet bore (25) and the radial second coolant outlet bore (29) are arranged axially on one side of the rotor shaft (9).
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10142642A1 (en) 2001-08-31 2003-04-03 Siemens Linear Motor Systems G Method for producing a primary part for an electric motor produces a casing coated with a sealing compound, a modular block embedded in the sealing compound and a winding body in first and second molding compounds.
DE102018101078A1 (en) 2017-12-14 2019-06-19 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Apparatus and method for cooling an electric motor

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