DE102020131415A1

DE102020131415A1 - electrical machine

Info

Publication number: DE102020131415A1
Application number: DE102020131415.9A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2022-06-02

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine (1) zum Antreiben einer Last oder zum Generieren elektrischer Energie mit einem Stator (3) und mit mindestens einem Rotor (5), wobei der Rotor (5) drehbar um eine Mittenachse (12) gelagert ist und von dem Stator (3) beabstandet ist, sodass ein mehreren Kernspulen (7) des Stators (3) einprägbares Drehfeld den drehbar gelagerten Rotor (5) in eine Rotationsbewegung um die Mittenachse (12) versetzen kann. Mehrere von einem Statorgrundelement (6) beabstandete Spulenkerne (8) und das Statorgrundelement (6) weisen jeweils mindestens eine Strömungsausnehmung (13) für ein Kühlfluid (16) auf, sodass eine betriebsbedingte Abwärme des Stators (3) von dem durch die mindestens eine Strömungsausnehmung (13) in jedem Spulenkern (8) und dem Statorgrundelement (6) hindurchströmenden Kühlfluid (16) abgeführt werden kann. Erfindungsgemäß steht die mindestens eine Strömungsausnehmung (13) des Statorgrundelements (6) entlang des Statorumfangs mit der mindestens einen Strömungsausnehmung (13) mindestens eines von dem Statorgrundelement (6) beabstandeten Spulenkerns (8) strömungstechnisch in Verbindung, sodass das Kühlfluid (16) entlang des Statorumfangs (25) durch mehrere Spulenkerne (8) hindurchströmen kann.The invention relates to an electrical machine (1) for driving a load or for generating electrical energy, having a stator (3) and at least one rotor (5), the rotor (5) being mounted so as to be rotatable about a central axis (12) and is spaced apart from the stator (3), so that a rotating field that can be impressed on several core coils (7) of the stator (3) can cause the rotatably mounted rotor (5) to rotate about the central axis (12). A plurality of coil cores (8) spaced apart from a basic stator element (6) and the basic stator element (6) each have at least one flow opening (13) for a cooling fluid (16), so that operational waste heat from the stator (3) can be removed from the flow opening through the at least one flow opening (13) cooling fluid (16) flowing through in each coil core (8) and the stator base element (6) can be discharged. According to the invention, the at least one flow recess (13) of the basic stator element (6) along the stator circumference is fluidically connected to the at least one flow recess (13) of at least one coil core (8) spaced apart from the basic stator element (6), so that the cooling fluid (16) flows along the Stator circumference (25) can flow through several coil cores (8).

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Maschine zum Antreiben einer Last oder zum Generieren elektrischer Energie mit einem Stator, der ein Statorgrundelement und mehrere jeweils mindestens eine Kernspule tragende, weichmagnetische und von dem Statorgrundelement beabstandete Spulenkerne umfasst, wobei die von dem Statorgrundelement beabstandeten Spulenkerne entlang eines Statorumfangs konzentrisch um eine Mittenachse an dem Statorgrundelement angeordnet sind, und mit mindestens einem Rotor, wobei der Rotor drehbar um die Mittenachse gelagert ist und von dem Stator beabstandet ist, sodass ein den Kernspulen einprägbares Drehfeld den drehbar gelagerten Rotor in eine Rotationsbewegung um die Mittenachse versetzen kann, und wobei die von dem Statorgrundelement beabstandeten Spulenkerne und das Statorgrundelement jeweils mindestens eine Strömungsausnehmung für ein Kühlfluid aufweisen, sodass eine betriebsbedingte Abwärme des Stators von dem durch die mindestens eine Strömungsausnehmung in jedem Spulenkern und dem Statorgrundelement hindurchströmenden Kühlfluid abgeführt werden kann.The invention relates to an electrical machine for driving a load or for generating electrical energy with a stator, which comprises a stator base element and a plurality of soft-magnetic coil cores, each carrying at least one core coil and spaced apart from the stator base element, the coil cores spaced apart from the stator base element concentrically along a stator circumference are arranged about a central axis on the stator base element, and with at least one rotor, the rotor being mounted rotatably about the central axis and being spaced from the stator, so that a rotating field that can be impressed on the core coils can cause the rotatably mounted rotor to rotate about the central axis, and wherein the coil cores, which are spaced apart from the basic stator element, and the basic stator element each have at least one flow recess for a cooling fluid, so that operational waste heat from the stator is removed from the through the at least one flow recess in cooling fluid flowing through each coil core and the stator base element can be discharged.

Aus der Praxis ist es bekannt, dass elektrische Maschinen im Betrieb erhebliche Abwärme produzieren können, die zwangsläufig abgeführt werden muss, um eine unerwünschte Aufheizung und dadurch verursachte Beschädigung der elektrischen Maschine zu vermeiden.It is known from practice that electrical machines can produce considerable waste heat during operation, which inevitably has to be dissipated in order to avoid unwanted heating and damage to the electrical machine caused as a result.

Üblicherweise werden die elektrischen Maschinen mit einer Elektronik ausgestattet, wobei die Elektronik die elektrische Maschine applikationsgemäß steuern und/oder regeln kann. Bedingt durch die technologisch unterschiedlichen Materialien der elektrischen Maschine und der verwendeten Elektronik, benötigt die Elektronik typischerweise eine niedrigere Kühltemperatur, um einen beschädigungsfreien Betrieb zu gewährleisten.The electrical machines are usually equipped with electronics, with the electronics being able to control and/or regulate the electrical machine in accordance with the application. Due to the technologically different materials of the electrical machine and the electronics used, the electronics typically require a lower cooling temperature in order to ensure damage-free operation.

Aus der Praxis sind verschiedene Varianten von elektrischen Maschinen bekannt, die während des Betriebs über eine Luftströmung gekühlt werden. Eine derartige Luftkühlung ist jedoch oftmals wenig effizient. Zudem können nur diejenigen Bereiche der elektrischen Maschine gekühlt werden, die für eine Luftströmung zugänglich sind.Various variants of electrical machines are known from practice, which are cooled by an air flow during operation. However, such air cooling is often not very efficient. In addition, only those areas of the electrical machine that are accessible to an air flow can be cooled.

Aus der Druckschrift DE 199 39 598 A1 ist eine Reluktanz-Elektromaschine bekannt, die einen Statorteil mit Statorzähnen aus magnetisch leitfähigem Material umfasst, die mit Spulenwicklungen ausgestattet sind. Die Reluktanz-Elektromaschine weist ebenfalls einen Rotorteil auf, der koaxial mit dem Statorteil angeordnet ist und dem Statorteil unter Freilassung eines Luftspalts gegenüberliegt, wobei der Rotorteil eine Reihe von in Richtung zu dem Statorteil vorspringenden, diskreten Polen aus magnetisch leitfähigem Material aufweist. Für die aus der Druckschrift bekannte Reluktanz-Elektromaschine ist mindestens für Teilbereiche der Spulenwicklungen des Statorteils eine Kühlung mit einem das Statorteil umströmenden Kühlmittelfluid vorgesehen. Nachteilig bei dieser Reluktanz-Elektromaschine ist, dass eine Abdichtungsanlage in Form einer Umschließung für das Kühlmittelfluid ebenfalls vorzusehen ist, da ein mit der Umschließung umschlossener Bereich um das Statorteil vollständig mit dem Kühlmittelfluid geflutet werden muss.From the pamphlet DE 199 39 598 A1 a reluctance electric machine is known, which comprises a stator part with stator teeth made of magnetically conductive material, which are equipped with coil windings. The reluctance electric machine also includes a rotor portion coaxial with the stator portion and opposed to the stator portion leaving an air gap, the rotor portion having a series of discrete poles of magnetically conductive material projecting toward the stator portion. For the reluctance electric machine known from the publication, cooling with a coolant fluid flowing around the stator part is provided at least for partial areas of the coil windings of the stator part. A disadvantage of this reluctance electric machine is that a sealing system in the form of an enclosure for the coolant fluid must also be provided, since an area enclosed by the enclosure around the stator part must be completely flooded with the coolant fluid.

Aus der Druckschrift EP 3 079 239 B1 ist ebenfalls eine elektrische Maschine bekannt. Die dort beschriebene elektrische Maschine ist als Innenläufermotor ausgestaltet mit einem Stator und einem Rotor, wobei der Stator wie üblich entlang eines Statorumfangs mehrere Statornuten aufweist, sodass dementsprechend entlang des Statorumfangs mehrere Statorzähne ausgebildet sind und in den Statornuten Statorspulen eingebracht sind. Die Statorspulen erzeugen dabei das für die Rotation erforderliche zeitveränderliche Drehfeld, wobei die Statorzähne als Spulenkerne interpretiert werden können. Die Statorzähne weisen zusätzlich einen Kühlungsdurchgang auf, der axial durch den Stator verläuft und mit einer Kühlflüssigkeit mittels eines Einlasses geflutet werden kann, sodass die Abwärme des Stators abgeführt werden kann. Nachteilig bei dieser elektrischen Maschine sind die großen Ausnehmungen und Kühlungsdurchgänge, die im Betrieb nachteilig das magnetische Feld der elektrischen Maschine und somit die Leistung und den Wirkungsgrad beeinflussen.From the pamphlet EP 3 079 239 B1 an electrical machine is also known. The electrical machine described there is designed as an internal rotor motor with a stator and a rotor, the stator having a plurality of stator slots as usual along a stator circumference, so that a plurality of stator teeth are accordingly formed along the stator circumference and stator coils are placed in the stator slots. The stator coils generate the time-varying rotating field required for the rotation, with the stator teeth being interpreted as coil cores. The stator teeth also have a cooling passage that runs axially through the stator and can be flooded with a cooling liquid by means of an inlet, so that the waste heat from the stator can be dissipated. A disadvantage of this electrical machine are the large recesses and cooling passages, which adversely affect the magnetic field of the electrical machine and thus the power and efficiency during operation.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Maschine bereitzustellen, mit der eine möglichst effiziente Kühlung des Stators und der elektrischen Maschine ermöglicht werden kann, ohne dass die leistungsbezogenen Eigenschaften der elektrischen Maschine übermäßig beeinträchtigt werden.It is therefore an object of the invention to provide an electrical machine with which the most efficient possible cooling of the stator and the electrical machine can be made possible without the performance-related properties of the electrical machine being excessively impaired.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die mindestens eine Strömungsausnehmung des Statorgrundelements entlang des Statorumfangs mit der mindestens einen Strömungsausnehmung mindestens eines von dem Statorgrundelement beabstandeten Spulenkerns strömungstechnisch in Verbindung steht, sodass das Kühlfluid mittels der mindestens einen Strömungsausnehmung des Statorgrundelements entlang des Statorumfangs verteilbar ist und durch die mindestens eine Strömungsausnehmung des mindestens einen Spulenkerns strömen kann und die betriebsbedingte Abwärme des Stators gerichtet abführen kann. Dabei bedeutet eine strömungstechnische Verbindung eine gezielte Strömungsführung des Kühlfluids, sodass das Kühlfluid aus der Strömungsausnehmung in dem Statorgrundelement verlustfrei zu einer Strömungsausnehmung in dem Spulenkern und zurückgeführt wird. Die strömungstechnische Verbindung kann beispielsweise durch Strömungskanalabschnitte bewirkt werden, die zwischen den Strömungsausnehmungen in dem Statorgrundelement und den Strömungsausnehmungen in den Spulenkernen angeordnet und fluidführend jeweils verbunden sind.This object is achieved according to the invention in that the at least one flow recess in the basic stator element along the stator circumference is in fluid communication with the at least one flow recess in at least one coil core spaced apart from the basic stator element, so that the cooling fluid can be distributed along the circumference of the stator by means of the at least one flow recess in the stator basic element and can flow through the at least one flow recess of the at least one coil core and can dissipate the operational waste heat of the stator in a directed manner. A fluidic connection means a targeted flow control of the cooling fluid, so that the cooling fluid is returned from the flow recess in the stator base element to a flow recess in the coil core and without loss. The fluidic connection can be brought about, for example, by flow channel sections which are arranged between the flow recesses in the stator base element and the flow recesses in the coil cores and are each connected to carry fluid.

Die Strömungsausnehmungen des Statorgrundelements und der mehreren von dem Statorgrundelement beabstandeten Spulenkerne können dabei kanalförmig sein und entlang des Statorumfangs verlaufen, wobei sie beispielsweise einen rundlichen, ovalen oder auch polygonal geformten Querschnittsumfang aufweisen können. Ebenfalls möglich ist es, die Strömungsausnehmungen mit Rohren aus Messing, Kupfer oder einem anderen wärmeleitenden und diamagnetischen Werkstoff auszugestalten, die in das Statorgrundelement und in die Spulenkerne eingebracht sind. Die Rohre können sich auch nur in den Strömungsausnehmungen der Spulenkerne oder nur in den Strömungsausnehmungen des Statorgrundelements befinden. Vorzugsweise sind die Rohre oder mit anderen Mitteln gestaltete Kühlfluidkanäle in den Spulenkernen so ausgebildet, dass das Kühlfluid entlang einer von den Kernspulen umgebenen Spulenachse durch einen großen Bereich der Spulenkerne hindurch verlaufen. Durch den diamagnetischen Werkstoff entfallen etwaige Hystereseverluste in den Rohren bei vorteilhafter Wärmeleitung der Abwärme in das Kühlfluid.The flow recesses of the basic stator element and the plurality of coil cores spaced apart from the basic stator element can be channel-shaped and run along the stator circumference, for example having a round, oval or polygonal cross-sectional circumference. It is also possible to design the flow recesses with tubes made of brass, copper or another heat-conducting and diamagnetic material, which are introduced into the stator base element and into the coil cores. The tubes can also be located only in the flow recesses of the coil cores or only in the flow recesses of the basic stator element. Preferably, the tubes or cooling fluid channels designed by other means are formed in the coil cores in such a way that the cooling fluid runs through a large area of the coil cores along a coil axis surrounded by the core coils. The diamagnetic material eliminates any hysteresis losses in the tubes with advantageous thermal conduction of the waste heat into the cooling fluid.

Optional können die Rohre zusätzlich mindestens abschnittsweise mit einer wärmeleitenden Füllmasse umgeben oder eingeschmiert sein, sodass sich ein verbesserter Wärmeübergang von dem Spulenkern über das Rohr in das Fluid ergibt. Die wärmeleitende Füllmasse kann beispielsweise eine Wärmeleitpaste sein oder aus einem wärmeleitfähigen Klebstoff bestehen. Ein wärmeleitfähiger Klebstoff kann dabei auch die mechanische Stabilität der Rohre in dem Spulenkern weiter erhöhen.Optionally, the tubes can additionally be surrounded or lubricated with a heat-conducting filling compound, at least in sections, so that there is improved heat transfer from the coil core via the tube into the fluid. The thermally conductive filling compound can be a thermally conductive paste, for example, or consist of a thermally conductive adhesive. A thermally conductive adhesive can also further increase the mechanical stability of the tubes in the coil core.

Das Kühlfluid kann bevorzugt eine Flüssigkeit sein, die durch die kanalförmigen Rohre gepumpt oder gedrückt werden kann. Die Einbringung des Kühlfluids in das Statorgrundelement kann gezielt und einfach von außerhalb des Stators durch mindestens eine mit der mindestens einen Strömungsausnehmung des Statorgrundelements verbundenen Öffnung erfolgen. Die Abwärme der Spulenkerne, der Kernspulen, des Statorgrundelements und des Stators an sich können so sehr effektiv über die mindestens eine Öffnung abgeführt und mit dem Kühlfluid wegtransportiert werden. Mit kanalförmigen Rohren lassen sich die von dem Stator beabstandeten Kernspulen einfach und effektiv an einen Kühlfluidkreislauf anschließen, der den vollständigen Stator und alle Kernspulen umfassen kann.The cooling fluid can preferably be a liquid that can be pumped or forced through the channel-shaped tubes. The cooling fluid can be introduced into the basic stator element in a targeted and simple manner from outside the stator through at least one opening connected to the at least one flow recess in the basic stator element. The waste heat from the coil cores, the core coils, the stator base element and the stator itself can thus be dissipated very effectively via the at least one opening and transported away with the cooling fluid. Channel-type tubing allows the core coils spaced from the stator to be easily and effectively connected to a cooling fluid circuit which may include the complete stator and all core coils.

Optional sind auch Luft oder ein anderes Gas als Kühlfluid denkbar. Auch ein innerhalb des Stators gelagerter Rotor profitiert von einem besser gekühlten Stator der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine.Optionally, air or another gas are also conceivable as cooling fluid. A rotor mounted within the stator also benefits from a better cooled stator of the electrical machine according to the invention.

Es ist ebenfalls denkbar, dass die Strömungsausnehmungen als offener oder als geschlossener Strömungskanalkreislauf ausgebildet sind und entlang des Strömungskanalkreislaufs mindestens ein Kühlkörper ausgebildet ist, über den mittels eines Wärmeübergangs die Wärme des von dem Stator erhitzten Kühlfluids abgeben können. Im Falle eines geschlossenen Strömungskanalkreislaufs bilden die Strömungsausnehmungen ein geschlossenes System für das Kühlfluid, wodurch es kaum verunreinigt werden kann.It is also conceivable for the flow recesses to be designed as an open or closed flow channel circuit and for at least one cooling body to be configured along the flow channel circuit, via which the heat of the cooling fluid heated by the stator can be released by means of heat transfer. In the case of a closed flow channel circuit, the flow recesses form a closed system for the cooling fluid, as a result of which it can hardly be contaminated.

Bei allen vorangehend beschriebenen Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine wird die während des Betriebs erzeugte Wärme insbesondere in den Spulenkernen von dem Kühlfluid aufgenommen und abgeführt, wodurch auch die in den um die Spulenkerne gewickelten Kernspulen erzeugte Wärme effektiv abgeführt werden kann. Eine erzwungene oder allein durch Konvektion bewirkte Kühlung des Stators von außen ist nicht mehr notwendig und auch weniger effektiv. Dadurch kann die erfindungsgemäße elektrische Maschine beispielsweise mit einer kleineren Bauform mit einem geringeren Raumbedarf hergestellt werden. Durch die verbesserte Kühlung und Abführung der Abwärme des Stators erhöht sich eine Leistungsdichte pro Volumeneinheit der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine. Etwaige Abdichtungsprobleme der Kernspulen, wie sie aus der Praxis bekannt sind, entfallen, denn das Kühlfluid steht mit keiner stromführenden Komponente der elektrischen Maschine in einem direkten Kontakt.In all the configurations of the electrical machine according to the invention described above, the heat generated during operation is absorbed and dissipated by the cooling fluid, particularly in the coil cores, whereby the heat generated in the core coils wound around the coil cores can also be dissipated effectively. Forced cooling of the stator from the outside, or cooling caused solely by convection, is no longer necessary and is also less effective. As a result, the electrical machine according to the invention can be produced, for example, with a smaller design that requires less space. The improved cooling and dissipation of the waste heat from the stator increases a power density per volume unit of the electrical machine according to the invention. Any sealing problems of the core coils, as they are known from practice, are eliminated because the cooling fluid is not in direct contact with any current-carrying component of the electrical machine.

Optional kann die erfindungsgemäße elektrische Maschine auch derart ausgestaltet sein, dass sie mehrere Statoren und/oder Rotoren aufweist. Dabei können einzelne oder alle Statoren bzw. deren Spulenkerne und Statorgrundelemente miteinander strömungstechnisch in Verbindung stehen.Optionally, the electrical machine according to the invention can also be designed in such a way that it has a plurality of stators and/or rotors. In this case, individual or all of the stators or their coil cores and basic stator elements can be fluidically connected to one another.

Ein noch effizienterer Kühlfluidkreislauf kann dadurch erreicht werden, dass für die erfindungsgemäße elektrische Maschine optional vorgesehen ist, dass das Statorgrundelement mindestens zwei Strömungsausnehmungen aufweist, wobei mindestens eine erste Strömungsausnehmung des Statorgrundelements eine in die mindestens eine Strömungsausnehmung der mehreren Spulenkerne hineinströmende Zulaufströmung des Kühlfluids führen kann, während mindestens eine zweite andere Strömungsausnehmung des Statorgrundelements eine aus der mindestens einen Strömungsausnehmung der mehreren Spulenkerne hinausströmende Ablaufströmung des Kühlfluids führen kann, sodass das Kühlfluid mittels der mindestens zwei Strömungsausnehmungen und der mindestens einen Strömungsausnehmung der mehreren Spulenkerne die Abwärme der mehreren mit dem Kühlfluid versorgbaren Spurenkerne gleichzeitig abführend kann.An even more efficient cooling fluid circuit can be achieved by optionally providing for the electrical machine according to the invention that the stator base element has at least two flow recesses, with at least one first flow recess of the stator base element flowing into the at least one flow recess of the plurality of coil cores ing inflow flow of the cooling fluid, while at least a second other flow recess of the stator base element can conduct an outflow flow of the cooling fluid flowing out of the at least one flow recess of the multiple coil cores, so that the cooling fluid, by means of the at least two flow recesses and the at least one flow recess of the multiple coil cores, dissipates the waste heat of the several trace cores that can be supplied with the cooling fluid at the same time.

Die Aufteilung des Kühlfluidkreislaufs in dem Stator der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine in die Zulaufströmung und die Ablaufströmung ist besonders vorteilhaft, denn dadurch können alle mit der mindestens einen ersten Strömungsausnehmung des Statorgrundelements strömungstechnisch verbundenen Strömungsausnehmungen der Spulenkerne parallel mit einem noch kühlen Kühlfluid über die Zulaufströmung gleichzeitig versorgt werden. Das durch mindestens einen Spulenkern aufgewärmte Kühlfluid muss in keine nachgelagerten Strömungsausnehmungen anderer Spulenkerne strömen, sondern das Kühlfluid aus allen strömungstechnisch verbundenen Strömungsausnehmungen der Spulenkerne kann in der Ablaufströmung zusammengefasst und gleichzeitig abgeführt werden. Eine Parallelschaltung der mindestens einen Strömungsausnehmung der strömungstechnisch verbundenen Spulenkerne kann dadurch leicht bewerkstelligt werden.The division of the cooling fluid circuit in the stator of the electrical machine according to the invention into the inflow flow and the outflow flow is particularly advantageous, because this means that all flow cutouts of the coil cores that are fluidically connected to the at least one first flow cutout of the stator base element can be supplied in parallel with a cooling fluid that is still cool via the inflow flow . The cooling fluid heated by at least one coil core does not have to flow into any downstream flow recesses of other coil cores, rather the cooling fluid from all fluidically connected flow recesses of the coil cores can be combined in the outflow flow and discharged at the same time. A parallel connection of the at least one flow recess of the fluidically connected coil cores can be easily accomplished as a result.

Alternativ ist auch denkbar, für die zu einer jeden Phase des Drehfeldes gehörenden Kernspulen im Stator unabhängige Strömungsausnehmungen des Statorgrundelements bereitzustellen, sodass für jede Phase ein unabhängiger und eigens für die Phase vorgesehener Kühlfluidkreislauf bereitgestellt werden kann. Eine thermische Entkopplung der einzelnen Phasen ist somit möglich, wobei eine stärker belastete Phase der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine entsprechend ihrer Strombelastung gezielter von dem jeweiligen Kühlfluidkreislauf besser gekühlt werden kann. Das ist besonders von Vorteil, wenn die erfindungsgemäße elektrische Maschine unsymmetrisch belastet wird - das kann insbesondere dann auftreten, wenn die erfindungsgemäße elektrische Maschine als Generator betrieben wird und elektrische Energie in ein Energieversorgungsnetz einspeist, wobei das Energieversorgungsnetz an anderer Stelle ungleichmäßig beansprucht wird.Alternatively, it is also conceivable to provide independent flow recesses in the stator base element for the core coils belonging to each phase of the rotating field in the stator, so that an independent cooling fluid circuit provided specifically for the phase can be provided for each phase. A thermal decoupling of the individual phases is thus possible, with a more heavily loaded phase of the electric machine according to the invention being able to be better cooled in a targeted manner by the respective cooling fluid circuit in accordance with its current load. This is particularly advantageous when the electrical machine according to the invention is loaded asymmetrically - this can occur in particular when the electrical machine according to the invention is operated as a generator and feeds electrical energy into a power supply network, with the power supply network being stressed unevenly elsewhere.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann vorgesehen sein, dass die elektrische Maschine zwei oder mehr ringförmige oder scheibenförmige Rotoren aufweist, die entlang der Mittenachse voneinander beabstandet an dem Stator angeordnet sind, sodass ein magnetischer Fluss des Stators entlang der Mittenachse ausgerichtet ist und die Rotoren durchströmen kann.According to an advantageous embodiment of the electrical machine according to the invention, it can be provided that the electrical machine has two or more ring-shaped or disc-shaped rotors, which are arranged on the stator at a distance from one another along the central axis, so that a magnetic flux of the stator is aligned along the central axis and the Rotors can flow through.

Derart ausgestaltete elektrische Maschinen sind aus der Praxis auch als Axialflussmaschinen oder Axialflussmotoren bekannt, da der magnetische Fluss axial entlang der Mittenachse des Stators ausgerichtet ist. Die erfindungsgemäße elektrische Maschine bedarf in dieser Ausgestaltung eines geringeren Materialeinsatzes, da ein Überhang an Kupfer an den Wicklungsenden - auch Wickelkopf genannt - entfällt, wie er bei einer Radialflussmaschine üblich ist. Darüber hinaus lässt sich die erfindungsgemäße Axialflussmaschine in dieser Ausgestaltung kleiner und mit einer nochmals höheren Leistungsdichte pro Volumeneinheit herstellen.Electrical machines designed in this way are also known from practice as axial flux machines or axial flux motors, since the magnetic flux is aligned axially along the central axis of the stator. In this configuration, the electrical machine according to the invention requires less material, since there is no overhang of copper at the winding ends—also called the end winding—as is usual in a radial flux machine. In addition, the axial flow machine according to the invention can be made smaller in this configuration and with an even higher power density per volume unit.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann vorgesehen sein, dass der Rotor jeweils entlang eines Rotorumfangs mehrere permanenterregte Magnetabschnitte aufweist, die den mehreren entlang des Statorumfangs angeordneten Spulenkernen mindestens abschnittsweise entlang des Rotorumfangs während der Rotationsbewegung gegenüberliegen können.According to a particularly advantageous embodiment of the electrical machine according to the invention, it can be provided that the rotor has a plurality of permanently excited magnet sections along a rotor circumference, which can oppose the plurality of coil cores arranged along the stator circumference at least in sections along the rotor circumference during the rotational movement.

Danach kann die erfindungsgemäße elektrische Maschine als ein permanenterregter Synchronmotor ausgestaltet sein. Der magnetbehaftete Rotor weist ebenfalls zusätzlich zu dem erfindungsgemäßen Stator ein vorteilhaftes thermisches Verhalten auf, da in dem Rotor an sich keine Wärme durch einen Kurzschlussstrom entsteht, wie sie bei einem Asynchronmotor üblicherweise erzeugt wird. Eine mit dem den Kernspulen einprägbaren Drehfeld synchrone Drehzahl des Rotors ermöglicht dabei auch hohe Drehzahlen.According to this, the electrical machine according to the invention can be designed as a permanently excited synchronous motor. In addition to the stator according to the invention, the rotor with magnets also has advantageous thermal behavior, since no heat is generated in the rotor itself as a result of a short-circuit current, as is usually generated in an asynchronous motor. A rotational speed of the rotor that is synchronous with the rotary field that can be impressed on the core coils also enables high rotational speeds.

Alternativ oder zusätzlich kann der Rotor entlang des Rotorumfangs einen ungleichmäßigen und asymmetrischen magnetischen Widerstand aufweisen, indem beispielsweise Ausnehmungen im Rotor zu einer ausgeprägten magnetischen Polbildung im Rotor führen, sodass die erfindungsgemäße elektrische Maschine gemäß dieser Ausgestaltung alternativ oder zusätzlich ein Reluktanzmoment über den Rotor abgeben kann. Nach dieser Ausgestaltung als erfindungsgemäßer Synchron-Reluktanzmotor lassen sich effiziente erfindungsgemäße elektrische Maschinen herstellen.Alternatively or additionally, the rotor can have a non-uniform and asymmetrical magnetic resistance along the rotor circumference, in that, for example, recesses in the rotor lead to a pronounced magnetic pole formation in the rotor, so that the electric machine according to the invention can alternatively or additionally emit a reluctance torque via the rotor. According to this configuration as a synchronous reluctance motor according to the invention, efficient electrical machines according to the invention can be produced.

Magnetisch vorteilhaft ist es, wenn für die erfindungsgemäße elektrische Maschine optional vorgesehen ist, dass die mehreren Spulenkerne jeweils aus geschichteten Elektroblechen bestehen, wobei die Elektrobleche jeweils mindestens abschnittsweise eine Elektroblechaussparung und/oder Elektroblechausnehmung aufweisen, die über mehrere Elektrobleche hinweg so angeordnet und ausgebildet sind, dass die Elektroblechaussparungen und/oder Elektroblechausnehmungen der Elektrobleche insgesamt die mindestens eine Strömungsausnehmung in dem betreffenden Spulenkern ausbilden. Optional kann auch vorgesehen sein, dass die mehreren Spulenkerne aus einem gesinterten Material bestehen. Nach beiden Ausgestaltungen lassen sich die Spulenkerne einfach, kosteneffizient und robust herstellen.It is magnetically advantageous if it is optionally provided for the electrical machine according to the invention that the plurality of coil cores each consist of layered electrical steel sheets, the electrical steel sheets each having an electrical steel sheet recess at least in sections and/or have electrical sheet recesses that are arranged and configured across multiple electrical steel sheets in such a way that the electrical steel sheet recesses and/or electrical steel sheet recesses of the electrical steel sheets together form the at least one flow recess in the coil core in question. Optionally, it can also be provided that the multiple coil cores consist of a sintered material. According to both configurations, the coil cores can be produced simply, cost-effectively and robustly.

Die Beabstandung der Spulenkerne kann einfach realisiert werden, wenn bei der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine optional vorgesehen ist, dass die mehreren Spulenkerne und die jeweilige mindestens eine Kernspule von mindestens einem nicht magnetisch leitenden und keine Wirbelströme erzeugenden Bauelement von dem Statorgrundelement beabstandet sind. Die von dem Statorgrundelement beabstandeten mehreren Spulenkerne müssen nicht magnetisch leitend und keine Wirbelströme erzeugend, mechanisch stabil und thermisch robust an dem Statorgrundelement festgelegt werden, da dort die Abwärme maßgeblich produziert wird. Glasfaserverstärkte Kunststoffe sind oftmals besonders vorteilhaft dafür geeignet die Spulenkerne mechanisch stabil an dem Statorgrundelement festzulegen, wobei die Abwärme aus den Kernspulen mit dem Fluid abgeführt werden kann und sollte.The spacing of the coil cores can be implemented easily if it is optionally provided in the electric machine according to the invention that the plurality of coil cores and the respective at least one core coil are spaced apart from the stator base element by at least one non-magnetically conductive component that does not generate eddy currents. The multiple coil cores spaced apart from the stator base element do not have to be fixed magnetically conductive and not generating eddy currents, mechanically stable and thermally robust on the stator base element, since the waste heat is significantly produced there. Glass fiber reinforced plastics are often particularly advantageous for fixing the coil cores to the stator base element in a mechanically stable manner, with the waste heat from the core coils being able and should be dissipated with the fluid.

Alternativ zu glasfaserverstärkten Kunststoffen können zur Beabstandung der Spulenkerne auch Bauelemente aus Messing oder einem Aluminiumoxid verwendet werden, da diese ebenfalls magnetisch nichtleitend sind und keine Wirbelströme erzeugen - im Vergleich aber zu glasfaserverstärkten Kunststoffen einen sehr guten Wärmetransport bewerkstelligen können.As an alternative to glass fiber reinforced plastics, components made of brass or aluminum oxide can also be used to space the coil cores, as these are also magnetically non-conductive and do not generate eddy currents - but compared to glass fiber reinforced plastics they can transport heat very well.

Nachfolgend wird ein exemplarisches Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine anhand von schematischen Darstellungen näher erläutert. Es zeigt:

1 eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Maschine,
2 und 3 eine Teilansicht einer Kernspule mit einem Spulenkern und einer Strömungsausnehmung für das Kühlfluid in einer Seitenansicht und in einer Querschnittsansicht,
4 einen Stator der elektrischen Maschine in einer perspektivischen Ansicht,
5 eine separate Darstellung eines Rohrs, das in einen Spulenkern eingelegt werden kann und
6 eine alternative mäanderförmige Ausgestaltung eines Rohrs, das in einen Spulenkern eingelegt werden kann.

An exemplary embodiment of an electrical machine according to the invention is explained in more detail below with the aid of schematic representations. It shows:

1 a cross-sectional view of an electrical machine according to the invention,
2 and 3 a partial view of a core coil with a coil core and a flow recess for the cooling fluid in a side view and in a cross-sectional view,
4 a stator of the electrical machine in a perspective view,
5 a separate representation of a tube that can be inserted into a coil core and
6 an alternative meandering configuration of a tube that can be inserted into a coil core.

In 1 ist eine elektrische Maschine 1 gezeigt, die zum Antreiben einer Last oder zum Generieren elektrischer Energie betrieben werden kann. Die elektrische Maschine 1 weist eine Welle 2 auf, die in einem Stator 3 drehbar über Wälzlager 4 gelagert ist und an einem Rotor 5 festgelegt ist - alternativ kann der Stator 3 auch drehbar über Gleitlager gelagert werden. Der Stator 3 umfasst ein in radialer Richtung außen angeordnetes Statorgrundelement 6 mit mehreren von dem Statorgrundelement 6 beabstandeten Kernspulen 7, von denen nur zwei in der Schnittansicht in 1 zu sehen sind und die jeweils um einen Spulenkern 8 gewickelt sind. Beabstandet von dem Statorgrundelement 6 sind die Kernspulen 7 und die Spulenkerne 8 jeweils über zwei mechanisch stabile, magnetisch nichtleitende und keine Wirbelströme erzeugende Bauelemente 9.In 1 an electrical machine 1 is shown, which can be operated to drive a load or to generate electrical energy. The electrical machine 1 has a shaft 2, which is rotatably mounted in a stator 3 via roller bearings 4 and is fixed to a rotor 5—alternatively, the stator 3 can also be rotatably mounted via plain bearings. The stator 3 comprises a basic stator element 6 which is arranged on the outside in the radial direction and has a plurality of core coils 7 spaced apart from the basic stator element 6, only two of which can be seen in the sectional view in FIG 1 can be seen and which are each wound around a coil core 8 . The core coils 7 and the coil cores 8 are spaced apart from the stator base element 6 by two mechanically stable, magnetically non-conductive components 9 that do not generate eddy currents.

Der innenliegende Rotor 5 umfasst zwei scheibenförmige Rotorabschnitte 10, die jeweils mehrere Permanentmagnete 11 aufweisen und die entlang einer Mittenachse 12 so angeordnet sind, dass die Rotorabschnitte 10 den Kernspulen 7 des Stators 3 gegenüberliegen. Dabei laufen die Permanentmagnete 11 des Rotors 5 während eines Umlaufs des Rotors 5 um die Mittenachse 12 einmal an jeder Kernspule 7 vorbei, wobei ein von einem Drehfeld erzeugtes axiales magnetisches Feld aus den Kernspulen 7 auf die Permanentmagnete 11 einwirken kann und somit ein Drehmoment über den Rotor 5 an die Welle 2 abgeben kann.The inner rotor 5 comprises two disk-shaped rotor sections 10, each of which has a plurality of permanent magnets 11 and which are arranged along a center axis 12 in such a way that the rotor sections 10 face the core coils 7 of the stator 3. The permanent magnets 11 of the rotor 5 run past each core coil 7 once during a revolution of the rotor 5 around the central axis 12, with an axial magnetic field from the core coils 7 generated by a rotating field being able to act on the permanent magnets 11 and thus a torque via the Rotor 5 can deliver to the shaft 2.

Das Statorgrundelement 6 weist in der 1 zwei Strömungsausnehmungen 13 auf, die einen Umfang des Statorgrundelements 6 teilweise oder vollständig umlaufen und über eine Zulauföffnung 14 und eine Ablauföffnung 15 mit einem Kühlfluid 16 durchströmt werden können. Ein Strömungsdruck des Kühlfluids 16 bewirkt, dass das Kühlfluid 16 die Strömungsausnehmungen 13 flutet und über eine weitere Strömungsausnehmung 13 in Form eines Rohrs 17, das durch den Spulenkern 8 verläuft, durch die einzelnen Spulenkerne 8 strömt. Dabei werden die Kernspulen 7, die Spulenkerne 8 und der Stator 3 an sich von dem Kühlfluid 16 gekühlt und die Abwärme des Stators 3 von dem Kühlfluid 16 abgeführt. Der Strömungsdruck des Kühlfluids 16 kann hierbei einfach durch eine Pumpe oder ein Gebläse erzeugt werden.The stator base element 6 has in the 1 two flow recesses 13 which partially or completely encircle a circumference of the stator base element 6 and through which a cooling fluid 16 can flow via an inlet opening 14 and an outlet opening 15 . A flow pressure of the cooling fluid 16 causes the cooling fluid 16 to flood the flow recesses 13 and to flow through the individual coil cores 8 via a further flow recess 13 in the form of a tube 17 that runs through the coil core 8 . The core coils 7 , the coil cores 8 and the stator 3 are thereby cooled by the cooling fluid 16 and the waste heat from the stator 3 is dissipated by the cooling fluid 16 . The flow pressure of the cooling fluid 16 can be easily generated by a pump or a fan.

Eine gerichtete und auf die Spulenkerne 8 zulaufende Zulaufströmung 18 durch die Zulauföffnung 14 in die erste linke Strömungsausnehmung 13a und in das Rohr 17 eines jeden einzelnen Spulenkerns 8 und eine gerichtete aus den Spulenkernen 8 ablaufende Ablaufströmung 19 aus der zweiten rechten Strömungsausnehmung 13b durch die Ablauföffnung 15 bewirkt einen gleichmäßigen und gleichverteilten Abtransport der Abwärme des Stators 3, da alle Strömungsausnehmungen 13, 13a, 14b bzw. Rohre 17 strömungstechnisch miteinander in Verbindung stehen.A directed inlet flow 18 running towards the coil cores 8 through the inlet opening 14 into the first left-hand flow recess 13a and into the tube 17 of each individual coil core 8, and a directed outlet flow 19 running out of the coil cores 8 from the second right-hand flow recess 13b through the outlet opening 15 causes a uniform and evenly distributed removal of the waste heat from the stator 3, since all flow recesses 13, 13a, 14b or tubes 17 are fluidically connected to one another.

In der 2 und der 3 ist eine Kernspule 7 um einen Spulenkern 8 gewickelt gezeigt, wobei 2 eine Seitenansicht aus Richtung des Statorgrundelements 6 und 3 eine Schnittansicht darstellt. Der Spulenkern 8 besteht aus geschichteten und wasserdicht verklebten Elektroblechen 20, wobei die einzelnen Elektrobleche 20 derart Elektroblechaussparungen und Elektroblechausnehmungen aufweisen, dass die Elektrobleche 20 zusammen die Strömungsausnehmung 13 ausbilden. In die Strömungsausnehmung 13 ist das Rohr 17 eingelegt, das mit zwei Rohrenden 21 aus dem Spulenkern 8 hinausragt. Die Rohrenden 21 ragen erfindungsgemäß in die Strömungsausnehmungen 13 des Statorgrundelements 6 hinein und verbinden den Spulenkern 8 strömungstechnisch mit den Strömungsausnehmungen 13 des Statorgrundelements 6.In the 2 and the 3 a core coil 7 is shown wound around a coil core 8, where 2 a side view from the direction of the stator base element 6 and 3 represents a sectional view. The coil core 8 consists of layered and watertightly bonded electrical steel sheets 20, the individual electrical steel sheets 20 having such electrical sheet cutouts and electrical sheet recesses that the electrical steel sheets 20 together form the flow recess 13. The tube 17 is inserted into the flow recess 13 and protrudes from the coil core 8 with two tube ends 21 . According to the invention, the tube ends 21 protrude into the flow recesses 13 of the stator base element 6 and fluidically connect the coil core 8 to the flow recesses 13 of the stator base element 6.

Der Spulenkern 8 weist an seinen beiden, sich gegenüberliegenden Enden jeweils einen vergrößerten Polschuh 23 auf, wobei sich dadurch mittig eine Kernverjüngung 22 des Spulenkerns 8 ausbildet, um die die Kernspule 7 gewickelt ist. Dabei ist die Kernspule 7 derart um die Kernverjüngung 22 gewickelt ist, dass das magnetische Feld 24 aus den Polschuhen 23 austritt bzw. eintritt und zielgerichtet auf die Permanentmagnete 11 der Rotorabschnitte treffen und wirken kann.The coil core 8 has an enlarged pole shoe 23 at each of its two opposite ends, whereby a core taper 22 of the coil core 8 is formed centrally as a result, around which the core coil 7 is wound. The core coil 7 is wound around the core taper 22 in such a way that the magnetic field 24 exits or enters the pole shoes 23 and can strike and act in a targeted manner on the permanent magnets 11 of the rotor sections.

In der 4 ist der Stator 3 der elektrischen Maschine 1 in einer perspektivischen Darstellung gezeigt. Das Statorgrundelement umfasst die Mittenachse 12, wobei die Spulenkerne 8 und Kernspulen 7 in dem Statorgrundelement 6 innenliegend entlang eines Statorumfangs 25 angeordnet sind. Je zwei Wicklungsenden 26 jeder Kernspule zeigen dabei in Richtung der Mittenachse 12 und können auf Grund der Ausgestaltung der elektrischen Maschine 1 als Axialflussmaschine einfach innenliegend im Statorgrundelement 6 verschaltet werden. Der Stator 3 kann zusätzlich vollständig nach der Herstellung vergossen werden, um dessen mechanische Robustheit weiter zu erhöhen, während das Kühlfluid 16 von außen in den Stator 3 bzw. das Statorgrundelement 6 eingeströmt werden kann.In the 4 the stator 3 of the electrical machine 1 is shown in a perspective view. The basic stator element comprises the central axis 12 , the coil cores 8 and core coils 7 being arranged in the basic stator element 6 on the inside along a stator circumference 25 . Two winding ends 26 of each core coil point in the direction of the central axis 12 and can simply be connected internally in the stator base element 6 due to the configuration of the electrical machine 1 as an axial flux machine. The stator 3 can additionally be cast completely after production in order to further increase its mechanical robustness, while the cooling fluid 16 can flow into the stator 3 or the stator base element 6 from the outside.

In 5 ist ein Rohr 17 in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht gezeigt. Das Rohr 17 muss erfindungsgemäß in den Spulenkern 8 der Kernspulen 8 eingelegt werden, sodass es ein Kühlfluid 16 in seiner Strömungsausnehmung 13 führen kann. Das Kühlfluid 16 kann dabei die in den Kernspulen 7 entstehende Abwärme abführen. Diese in 5 gezeigte Ausgestaltung des Rohrs 17 ist besonders vorteilhaft für eine schlanke, schnelle und effiziente Produktion der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine 1, da das Rohr 17 zwischen seinen Rohrenden 21 einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist und die Spulenkerne 8 dadurch aus gleichen Elektroblechen 20 gestanzt werden können, in die dann das Rohr 17 eingelegt werden kann.In 5 a tube 17 is shown in a plan view and a cross-sectional view. According to the invention, the tube 17 must be inserted into the coil core 8 of the core coils 8 so that it can carry a cooling fluid 16 in its flow recess 13 . The cooling fluid 16 can dissipate the waste heat generated in the core coils 7 . this in 5 The configuration of the tube 17 shown is particularly advantageous for lean, fast and efficient production of the electrical machine 1 according to the invention, since the tube 17 has a constant diameter between its tube ends 21 and the coil cores 8 can thus be stamped from the same electrical laminations 20, in which the tube 17 can be inserted.

Für einen verbesserten Wärmeübergang von dem Spulenkern 8 über das Rohr 17 in das Fluid 16 kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das Rohr 17 in dem Spulenkern 8 von einer wärmeleitenden Füllmasse umgeben ist.For an improved heat transfer from the coil core 8 via the tube 17 into the fluid 16, it can be provided according to the invention that the tube 17 in the coil core 8 is surrounded by a thermally conductive filling compound.

In 6 ist eine alternative Ausgestaltung des Rohrs 17 in einer Draufsicht und einer Querschnittsansicht gezeigt. Dabei weist das Rohr 17 einen das Kühlmittel 16 führenden, mäanderförmigen Verlauf der Strömungsausnehmung 13 auf. Dadurch kann eine Verweildauer des Kühlfluids 16 in der Strömungsausnehmung 13 erhöht werden, wobei auch Wirbelströmungen des Kühlfluids 16 entstehen können. Beide Effekte, die höhere Verweildauer und die Wirbelströmungen, verbessern den Wärmeübergang von der Kernspule 7 in das Kühlfluid 16 noch weiter.In 6 An alternative embodiment of the tube 17 is shown in plan and cross-sectional views. In this case, the pipe 17 has a meandering course of the flow recess 13 that guides the coolant 16 . As a result, the residence time of the cooling fluid 16 in the flow recess 13 can be increased, with eddy currents of the cooling fluid 16 also being able to arise. Both effects, the longer residence time and the eddy currents, further improve the heat transfer from the core coil 7 into the cooling fluid 16 .

BezugszeichenlisteReference List

11: Elektrische Maschineelectrical machine
22: WelleWave
33: Statorstator
44: Wälzlagerroller bearing
55: Rotorrotor
66: Statorgrundelementbasic stator element
77: Kernspulecore coil
88th: Spulenkerncoil core
99: Glasfaserverstärktes KunststoffelementGlass fiber reinforced plastic element
1010: Rotorabschnittrotor section
1111: Permanentmagnetpermanent magnet
1212: Mittenachsecenter axis
1313: Strömungsausnehmungflow recess
13a13a: Erste linke StrömungsausnehmungFirst left flow recess
13b13b: Zweite rechte StrömungsausnehmungSecond right flow recess
1414: Zulauföffnunginlet opening
1515: Ablauföffnungdrain hole
1616: Kühlfluidcooling fluid
1717: RohrPipe
1818: Zulaufströmunginlet flow
1919: Ablaufströmungdrain flow
2020: Elektroblechelectrical steel
2121: Rohrendepipe end
2222: Kernverjüngungcore taper
2323: Polschuhepole shoes
2424: Magnetisches FeldMagnetic field
2525: Statorumfangstator circumference
2626: Wicklungsendewinding end

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 19939598 A1 [0005]
EP 3079239 B1 [0006]

Claims

Electrical machine (1) for driving a load or for generating electrical energy, having a stator (3) which has a stator base element (6) and a plurality of soft-magnetic coil cores (8 ), wherein the coil cores (8) spaced apart from the stator base element (6) are arranged concentrically around a central axis (12) on the stator base element (6) along a stator circumference (25), and with at least one rotor (5), the rotor (5) is rotatably mounted about the central axis (12) and is spaced apart from the stator (3), so that a rotating field that can be impressed on the core coils (7) can cause the rotatably mounted rotor (5) to rotate about the central axis (12), and wherein the coil cores (8) spaced apart from the stator base element (6) and the stator base element (6) each have at least one flow recess (13) for a cooling fluid (16), so that operational waste heat of the stator (3) can be carried away by the cooling fluid (16) flowing through the at least one flow recess (13) in each coil core (8) and the stator base element (6), characterized in that the at least one flow recess (13) of the stator base element ( 6) is fluidically connected along the stator circumference (25) to the at least one flow recess (13) of at least one coil core (8) spaced apart from the stator base element (6), so that the cooling fluid (16) flows by means of the at least one flow recess (13) of the stator base element (6) can be distributed along the stator circumference (25) and can flow through the at least one flow recess (13) of the at least one coil core (8) and can dissipate the operational waste heat of the stator (3) in a directed manner.

Electrical machine (1) according to claim 1 , characterized in that the basic stator element (6) has at least two flow recesses (13), at least one first flow recess (13a) of the basic stator element (6) having an inflow flow (18 ) of the cooling fluid (16), while at least one second flow recess (13b) of the stator base element (6) can conduct an outflow flow (19) of the cooling fluid (16) flowing out of the at least one flow recess (13) of the plurality of coil cores (8), so that the cooling fluid (16), by means of the at least two flow recesses (13a, 13b, 13) and the at least one flow recesses (13) of the multiple coil cores (8), can simultaneously dissipate the waste heat of the multiple trace cores (8) that can be supplied with the cooling fluid (16). .

Electrical machine (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the electrical machine (1) has two disk-shaped rotors (5) which are arranged opposite one another along the central axis (12) on each opposite side of the stator (3), so that a magnetic flux (24) of the stator (3) is aligned along the central axis (12) and can flow through the rotors (5).

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one rotor (5) has a plurality of permanently excited magnet sections (11) along a rotor circumference, which at least in sections correspond to the plurality of coil cores (8) arranged along the stator circumference (25). along the rotor circumference during rotation.

Electrical machine (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of coil cores (8) consist of layered electrical laminations (20), the electrical laminations (20) having a cutout and/or recess at least in sections, so that the cutouts and/or or recesses in the electrical laminations (20) overall form the at least one flow recess (13) of the plurality of coil cores (8).

Electrical machine (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the plurality of coil cores (8) consist of a sintered material.

Electrical machine according to one of the preceding claims, characterized in that the plurality of coil cores (8) and the respective at least one core coil (7) are spaced apart from the stator base element (6) by at least one non-magnetically conductive component (9) which does not generate eddy currents.