DE102021108083A1

DE102021108083A1 - Elektromotorkühlsystem und verfahren zum betreiben des systems

Info

Publication number: DE102021108083A1
Application number: DE102021108083.5A
Authority: DE
Inventors: Steven VANHEE; Shawn P.A. JACKSON; Maximilian Hombsch
Original assignee: Dana Belgium NV
Current assignee: Dana Belgium NV
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2021-09-30
Also published as: US11973398B2; US20210305876A1; CN216290395U

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme zum Kühlen eines Elektromotors angegeben. Ein Elektromotorsystem umfasst in einem Beispiel einen Rotor mit einer Mehrzahl von axialen Luftleitwegen, eine erste Auswuchtplatte, die auf einer ersten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die erste Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal aufweist, und eine zweite Auswuchtplatte, die auf einer zweiten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die zweite Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal aufweist. In dem Elektromotorsystem ist der Einlassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial von dem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte versetzt.

Description

VERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 31. März 2020 eingereichten vorläufigen US-Anmeldung Nr. 63/002,808 mit dem Titel „ELECTRIC MOTOR COOLING SYSTEM AND METHOD FOR OPERATION OF SAID SYSTEM“, deren gesamter Inhalt für alle Zwecke durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Kühlen von Elektromotoren.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die thermodynamischen Eigenschaften eines Motors wirken sich auf die Motorleistung aus. Manche Elektromotoren nutzen Kühlmäntel (z.B. Wasser- oder Ölkühlmäntel) zum Ableiten von Wärme von einem Stator des Motors. Kühlrippen, die sich von einem Motorgehäuse aus erstrecken, können auch verwendet werden, um Elektromotoren zu kühlen. Jedoch kann es sein, dass frühere Luft- und Flüssigkeitskühlanordnungen in bestimmten Motoren angestrebte Kühlungsziele der internen Motorkomponenten nicht erreichen. Zum Beispiel kann in bestimmten Motoren eine zusätzliche Kühlung von Statorwickelköpfen und einer Rotorblechung erwünscht sein. Diese Kühlungsprobleme können in Motoren mit relativ hohen Leistungsdichten stärker ausgeprägt sein.
ABRISS
Um zumindest einige der vorstehend genannten Probleme zu beheben, wird ein Elektromotorsystem angegeben. In einem Beispiel weist das System einen Rotor mit einer Mehrzahl von axialen Luftleitwegen auf. Das System weist ferner eine erste Auswuchtplatte auf, die auf einer ersten axialen Seite des Rotors positioniert ist. Die erste Auswuchtplatte umfasst einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal. Insbesondere weist die erste Auswuchtplatte in einem Beispiel mehrere Einlässe und Auslässe auf, die in Reihe angeordnet sind. Das System weist auch eine zweite Auswuchtplatte auf, die auf einer zweiten axialen Seite des Rotors positioniert ist. Die zweite Auswuchtplatte umfasst einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal. Außerdem ist in dem System der Einlassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial von dem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte versetzt. Ein radialer Versatz der Kanäle ermöglicht es, in dem System Ansaug- und Auslasszüge zu erreichen, die von Zentrifugalkräften getrieben werden. Somit findet eine Luftzirkulation durch die Luftkanäle und -leitwege statt, während sich der Rotor dreht, was die Rotorkernkühlung antreibt. Die Motoreffizienz wird infolge der Luftkühlung erhöht.
In einem anderen Beispiel kann der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte Luft zu einem ersten Statorwickelkopf lenken, und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte kann Luft zu einem zweiten Statorwickelkopf lenken. Das Lenken eines Luftstroms (z.B. eines turbulenten Luftstroms) in die Nähe der Wickelköpfe ermöglicht eine zusätzliche Motorkühlung, was die Motoreffizienz weiter erhöht.
Es sei klargestellt, dass der obige Abriss dafür vorgesehen ist, in vereinfachter Form eine Auswahl von Konzepten vorzustellen, die in der ausführlichen Beschreibung näher beschrieben sind. Er soll nicht dazu dienen, die wichtigen oder essentiellen Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu bezeichnen, dessen Schutzumfang durch die der ausführlichen Beschreibung folgenden Ansprüche eindeutig definiert wird. Darüber hinaus ist der beanspruchte Gegenstand nicht auf Implementierungen beschränkt, die alle vorstehend oder in irgendeinem Teil dieser Offenbarung erwähnten Nachteile beheben.
Figurenliste

1 zeigt eine Endansicht eines Elektromotors;
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Kühlsystems in dem Elektromotor, der in 1 dargestellt ist;
3 zeigt eine Detailansicht einer Endabdeckung in dem Elektromotor, der in 1 dargestellt ist;
4 zeigt eine Detailansicht einer Auswuchtplatte in dem Elektromotor, der in 1 dargestellt ist;
5 zeigt ein zweites Beispiel einer Auswuchtplatte in einem Rotor eines Elektromotors;
6 zeigt eine Detailansicht eines Rotorkerns, der in dem in 5 dargestellten Elektromotor enthalten ist;
7 zeigt ein drittes Beispiel für eine Auswuchtplatte;
8 zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Elektromotor-Kühlsystems; und
9 zeigt ein weiteres Beispiel eines Kühlsystems in einem Elektromotor.

2-6 und 9 sind annähernd maßstabsgerecht gezeichnet. In anderen Ausführungsformen können jedoch andere relative Abmessungen der Komponenten verwendet werden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hier wird ein System zum effizienten Luftkühlen eines Elektromotors beschrieben. Das System weist Leitwege, die durch einen Rotor verlaufen, und Kanäle in Rotorauswuchtplatten auf. Diese Leitwege und Kanäle führen Luft durch den Rotor und lassen in manchen Fällen Luft in der Nähe von Statorwickelköpfen aus, um eine gewünschte Kühlung zu erreichen. Genauer kann in einem Beispiel Luft erwärmt werden, während sie durch Rotorblechungen und um die Statorwickelköpfe strömt, und dann gekühlt werden, während sie sich durch Abschnitte der Motorendabdeckung und/oder eines Gehäuses bewegt. Der Luftstrom kann in manchen Beispielen passiv durch Zentrifugalkräfte erzeugt werden. Auf diese Weise kann in manchen Fällen eine Rotor- und Wickelkopfkühlung unter Verwendung eines robusten Systems ohne Verwendung von aktiven Steuerungsverfahren erreicht werden. Im Vergleich zu aktiv gesteuerten Motorkühlsystemen sind daher die Systemkosten verringert und ist die Zuverlässigkeit des Systems erhöht. Man beachte jedoch, dass das System in manchen Ausführungsformen auch ein Flüssigkeitskühlsystem mit einer aktiv gesteuerten, mit dem Luftkühlsystem im Tandem arbeitenden Pumpe aufweisen kann. Zum Beispiel können in einem solchen Beispiel Kühlmittelpassagen den Rotorkern angrenzend an die Luftleitwege durchqueren. Die Bereitstellung einer Luft- und in manchen Fällen einer Flüssigkeitskühlung an dem Rotorkern macht es möglich, eine Motoreffizienz zu erhöhen, wenn dies angestrebt wird.
1 stellt eine Querschnittsansicht eines Beispiels für einen Elektromotor 100 dar. Man beachte, dass die Querschnittsansicht von 1 durch eine radial orientierte Ebene entsteht. Der Elektromotor 100 kann in einer Reihe verschiedener Betriebsumgebungen eingesetzt werden, unter anderem: in Automobilanwendungen (z.B. in leichten, mittelschweren und schweren Nutzfahrzeugen), industriellen Umgebungen, landwirtschaftlicher Ausrüstung usw. Zum Beispiel kann der Elektromotor 100 in einem Anwendungsfallszenario in ein Hybridfahrzeug oder ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) integriert sein.
Eine Reihe verschiedener geeigneter Elektromotorkonfigurationen kann abhängig von den Endanwendungs-Designzielen verwendet werden. Zum Beispiel kann der Motor ein Wechselstrom(AC)-Motor oder ein Gleichstrom(DC)-Motor sein. AC-Motortypen schließen Motoren der asynchronen (z.B. solche mit Käfigläufern und mit Wickelläufern) und der synchronen Art ein. Synchronmotoren, wie etwa mehrphasige, können in bestimmten Ausführungsformen verwendet werden. Die Stile von mehrphasigen Motoren, die eingesetzt werden können, schließen Dauermagnet, Synchron-Reluktanz, hybrid-synchron (z.B. durch Dauermagnete unterstützte Synchron-Reluktanz), Synchron-Induktion und Hysterese ein. Bleibt man bei dem Anwendungsfall des AC-Motors, so kann in manchen Fällen ein Synchronmotor mit Dauermagneten verwendet werden, weil er eine relativ hohe Umwandlungseffizienz hat.
Der Elektromotor 100 weist ein Gehäuse 102 auf, das innere Komponenten umschließt. Ein Stator 104, der einen ersten Wickelkopf 106 aufweist, kann von dem Gehäuse 102 umschlossen sein. Der Wickelkopf 106 kann eine Mehrzahl von Wickel- oder Haarnadel- bzw. Hairpin-Drähten (z.B. runde Drähte, rechteckige Drähte, flache Drähte usw.) aufweisen, die sich außerhalb eines Kerns des Stators 104 befinden. Man beachte jedoch, dass der Statorkern auch Drahtabschnitte aufweist, die durch ihn hindurch verlaufen. Ferner kann der Stator 104 elektrische Energie von einer Energiespeichervorrichtung 108 (z.B. einer Batterie, einem Kondensator und dergleichen) empfangen und in manchen Fällen, etwa dann, wenn der Motor mit einer Regenerierungsfunktion ausgestaltet ist, elektrische Energie auf die Energiespeichervorrichtung 108 übertragen. Ein Pfeil 110 bezeichnet diese Energieübertragung. Der Elektromotor weist ferner einen Rotor 112 mit einem Kern 114 eine Rotorwelle 116, die sich um eine Achse 118 dreht, auf. Die Drehachse 118 ist in 2-7 als Bezug ebenfalls angegeben. Man beachte, dass eine radiale Richtung jede Richtung ist, die senkrecht zur Drehachse 118 ist. Außerdem ist in 1-7 und 9 ein Achsensystem 190, das eine x-Achse, eine y-Achse und eine z-Achse einschließt, als Bezug angegeben. In einem Beispiel kann die z-Achse eine vertikale Achse sein, kann die x-Achse eine laterale Achse sein und/oder kann die y-Achse eine longitudinale Achse sein. Die Achsen können in anderen Beispielen jedoch auch andere Ausrichtungen aufweisen. Man beachte, dass der Elektromotor so gestaltet sein kann, dass er eine Drehungsausgabe in einer ersten Drehrichtung und in manchen Beispielen in einer zweiten Drehrichtung erzeugt. Ferner kann der Elektromotor in manchen Beispielen so gestaltet sein, dass er in einem Regenerationsmodus arbeitet, wo der Motor eine Drehungseingabe empfängt und als Reaktion auf den Empfang der Drehungseingabe elektrische Energie erzeugt.
Der Rotorkern 114 kann eine Mehrzahl von Metallblechungen 115 (z.B. aus laminiertem magnetischem Stahl oder Eisen) oder ein massives magnetisches Metall aufweisen. Somit weist der Rotorkern 114 einen magnetisch wechselwirkenden Teil (z.B. einen Dauermagneten oder Elektromagneten) auf. Man beachte, dass sich der Rotor 112 während des Motorbetriebs drehen kann, während der Stator 104 relativ stationär gehalten wird.
In einem Anwendungsfallbeispiel sind der Stator 104 und der Rotor 112 dafür ausgelegt, elektrisch zu wechselwirken, um eine Drehungsausgabe zu erzeugen und um in manchen Fällen als Reaktion auf den Empfang einer Drehungseingabe von einer externen Quelle, wie etwa einem Fahrzeuggetriebezug, elektrische Energie zu erzeugen. Jedoch kann der Motor, wie bereits erörtert, in einer Reihe ganz verschiedener Betriebsumgebungen verwendet werden. Somit ist der Elektromotor 100 dafür ausgelegt, eine Drehungsausgabe zu erzeugen und in manchen Fällen, in einem Regenerationsmodus, eine Drehungseingabe zu empfangen und eine Ausgabe von elektrischer Energie zu erzeugen. Somit kann der Elektromotor 100 so gestaltet sein, dass er elektrische Energie von der Energiespeichervorrichtung 108 empfängt und in manchen Fällen Energie auf die Energiespeichervorrichtung überträgt. Drahtgebundene und/oder drahtlose Energieübertragungsmechanismen können verwendet werden, um diese Energieübertragungsfunktion zu ermöglichen.
Es ist gezeigt, dass eine erste Auswuchtplatte 120 an dem Rotorkern 114 angebracht ist. Die Auswuchtplatte 120 kann so gestaltet sein, dass sie Unwuchten in dem Rotor 112 Rechnung tragen kann. Genauer können die Masse und eine Masseverteilung der ersten Auswuchtplatte 120 und einer zweiten Auswuchtplatte, die hierin noch näher beschrieben wird, so ausgewählt werden, dass sie Restunwuchtkräfte in dem Motor ausgleichen. Anders ausgedrückt können die Auswuchtplatten in einem Beispiel eine Kühlluftstromdynamik, die hierin noch näher beschrieben wird, sowie eine erhebliche Auswuchtfunktionalität bereitstellen. 1 zeigt auch eine Schnittebene 2-2, die den Ort der in 2 dargestellten Querschnittsansicht darstellt.
In einer anderen Ausführungsform kann in dem Elektromotor 100 ein Flüssigkeitskühlsystem 122 enthalten sein, das dafür ausgelegt ist, ein Arbeitsfluid (z.B. Wasser, eine Mischung aus Wasser und Glycol, Öl und dergleichen) durch den Rotorkern 114 zirkulieren zu lassen. Wie gezeigt, kann das Flüssigkeitskühlsystem 122 Fluidpassagen 124 aufweisen, die durch Pfeile angegeben sind und die eine Kühlung in den Rotorkern 114 leiten. Außerdem kann eine Fluidpassage 240, die in 2 gezeigt ist, den Rotor 114 durchqueren (z.B. axial durchqueren).
In einem noch anderen Beispiel, das in 9 gezeigt ist, kann ein Gehäuse 900 eines Elektromotors 902 Rippen 904 aufweisen. Die Rippen erstrecken sich von dem Gehäuse nach außen und ermöglichen eine Kühlung des Gehäuses durch natürliche und/oder Zwangskonvektion. In einem noch anderen Beispiel kann das Gehäuse außerdem oder als Alternative einen Wassermantel aufweisen, durch den Kühlmittel zirkulieren gelassen wird, um Wärme abzuleiten. Insbesondere kann der Wassermantel ein Kühlmittel um den Außenrand des Gehäuses strömen lassen. Der in 9 gezeigte Motor 902 hat auch andere übliche Merkmale mit dem in 1-2 gezeigten Elektromotor 100 gemeinsam, und auf eine reduzierende Beschreibung dieser sich überschneidenden Merkmale wird um der Klarheit willen verzichtet.
Eine Pumpe 126, die mit einem Wärmetauscher 128 in Fluidverbindung steht, schematisch durch Kästchen abgebildet, kann ebenfalls in dem Flüssigkeitskühlsystem 122 enthalten sein. Eine Fluidleitung 130 erstreckt sich zwischen der Pumpe 126 und dem Wärmetauscher 128. Die Pumpe 126 ist dafür ausgelegt, das Fluid durch die Passagen 124 zirkulieren zu lassen, und der Wärmetauscher 128 ist so gestaltet, dass er Wärme von dem ihn durchströmenden Fluid auf die ihn umgebende Umwelt überträgt. In einem Beispiel kann die Pumpe 126 dafür ausgelegt sein, die Strömungsrate des durch die Kühlmittelschleife zirkulierenden Kühlmittels anzupassen. Die Pumpe 126 und der Wärmetauscher 128 können herkömmliche Komponenten aufweisen, um die oben genannte Funktionalität zu erreichen. Zum Beispiel kann die Pumpe ein Gehäuse, Kammern, Passagen, Ventile, einen Kolben usw. aufweisen. Der Wärmetauscher kann ein Gehäuse, Passagen, Wärmerippen usw. aufweisen. Das Flüssigkeitskühlsystem 122 kann auch ein Ventil 132 aufweisen, das dafür ausgelegt ist, einen Fluidstrom aktiv anzupassen. Jedoch kann das Ventil in anderen Ausführungsformen von dem Flüssigkeitskühlsystem weggelassen werden. In noch anderen Ausführungsformen kann das Flüssigkeitskühlsystem von dem Elektromotor 100 weggelassen werden.
Der Elektromotor 100 kann mit einem Steuersystem 150 mit einer Steuereinrichtung 152 gekoppelt sein. Die Steuereinrichtung 152 weist einen Prozessor 154 (z.B. eine Mikroprozessoreinheit und/oder andere Arten von Schaltungen) und einen Speicher 156 (z.B. einen Random Access Memory, einen Read Only Memory, einen Keep Alive Memory, Kombinationen davon usw.) auf. Die Steuereinrichtung 152 kann dafür ausgelegt sein, Steuerbefehle an Systemkomponenten 158 zu senden sowie Signale von Sensoren 160 und anderen geeigneten Komponenten zu empfangen. Die steuerbaren Komponenten können den Elektromotor 100 (z.B. den Stator des Motors) einschlie-ßen. Es sei klargestellt, dass die steuerbaren Komponenten Stellglieder einschließen können, um die Justierung der Komponenten zu ermöglichen. Die Sensoren können einen Motortemperatursensor 162, einen Rotorpositionssensor 164 usw. einschließen. Somit kann die Steuereinrichtung 152 ein Signal empfangen, das die Drehzahl des Motors angibt, und die Ausgabe des Motors auf Basis des Drehzahlsignals anpassen. Die anderen steuerbaren Komponenten in dem Elektromotor können auf ähnliche Weise funktionieren. Zum Beispiel können die Pumpe 126 und das Ventil 132 in dem Flüssigkeitskühlsystem 122 Steuerbefehle von der Steuereinrichtung empfangen. Ferner sei klargestellt, dass die Steuereinrichtung 152 Signale durch drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation senden und empfangen kann.
2 stellt eine andere Querschnittsansicht des Elektromotors 100 dar. Wiederum sind das Gehäuse 102, der Rotor 112 und der Stator 104 abgebildet. Insbesondere sind die Rotorwelle 116, der Rotorkern 114 mit Blechungen 115 und der erste Statorwickelkopf 106 gezeigt. Der Stator 104 weist auch einen zweiten Wickelkopf 200 auf. Die Wickelköpfe sind auf einander entgegengesetzten axialen Seiten 202 des Elektromotors 100 positioniert. Die erste Auswuchtplatte 120 ist zusammen mit einer zweiten Auswuchtplatte 204 gezeigt. Die Auswuchtplatten 120, 204 sind ebenfalls auf einander entgegengesetzten axialen Seiten 202 des Elektromotors 100 angeordnet. Außerdem sind die erste und die zweite Auswuchtplatte in Bezug zueinander radial versetzt. Anders ausgedrückt sind die Auswuchtplatten in Drehrichtung voneinander versetzt.
Der Elektromotor 100 weist auch ein Paar Endabdeckungen 206, 207 (eine erste Endabdeckung 206 und eine zweite Endabdeckung 207) auf. Die Endabdeckungen 206, 207 können sich von der Rotorwelle 116 zu einem Körper 208 des Gehäuses 102 erstrecken. Auf diese Weise kann eine Umhausung in dem Elektromotor ausgebildet werden. Lager 209, 211 an der Rotorwelle 116 angebracht, wie schematisch in 2 abgebildet. Die Lager 209, 211 tragen die Rotorwelle und lassen ihre Drehung zu. Wälzlager, Gleitlager und dergleichen können auf Basis von Motorgestaltungszielen zur Verwendung ausgewählt werden. Die Lager 209, 211 sind in der dargestellten Ausführungsform zumindest zum Teil von den Endabdeckungen 206, 207 umschlossen. Zusätzlich oder alternativ dazu können Lager (axial) innerhalb oder außerhalb von den Endplatten positioniert sein. Die Endabdeckungen 206, 207 können eine Mehrzahl von Rippen aufweisen, die Luft von den Wickelköpfen an eine zentralere Stelle in der Nähe der Rotorwelle lenken. Verschiedene Aspekte der Endabdeckungsrippen werden hierin ausführlicher mit Bezug auf 3 beschrieben. In anderen Beispielen können die Endabdeckungen 206, 207 jedoch von dem Elektromotor 100 weggelassen werden.
Innerhalb der Umhausung ist ein Luftkühlsystem 210 bereitgestellt. Das Luftkühlsystem 210 weist eine Mehrzahl von Passagen auf, die es ermöglichen, dass Luft durch die Umhausung des Motors zirkuliert. Genauer sind ein erster axialer Luftleitweg 212 und ein zweiter axialer Luftleitweg 214 gezeigt, die durch den Rotorkern 114 verlaufen. Zum Beispiel können axiale Luftleitwege durch Blechungen in dem Rotorkern verlaufen. Das axiale Lenken von Luft durch die Rotorblechungen verringert in manchen Fällen Hotspots in dem Rotor aufgrund dessen, dass die Blechungen eine radiale Wärmeleitfähigkeit zeigen, die höher ist als ihre axiale Wärmeleitfähigkeit. Ferner können die axialen Luftleitwege 212, 214 in manchen Beispielen von bereits vorhandenen Löchern gebildet werden, die in den Rotorblechungen vorhanden sind, oder können von sich aufweitenden Löchern gebildet werden, die in den Rotorblechungen vorhanden sind. Jedoch kann die Konfiguration der Blechung so umgestaltet werden, dass sie axiale Luftleitwege aufweist.
Außerdem sind der erste axiale Luftleitweg 212 und der zweite axiale Luftleitweg 214 radial voneinander versetzt. Die erste Auswuchtplatte 120 weist einen Einlassluftkanal 216 und einen Auslassluftkanal 218 auf. Ebenso weist die zweite Auswuchtplatte 204 einen Einlassluftkanal 220 und einen Auslassluftkanal 222 auf. Der Einlassluftkanal 216 in der ersten Auswuchtplatte 120 dient als Einlass für den zweiten axialen Luftleitweg 214, und der Auslassluftkanal 222 in der zweiten Auswuchtplatte 204 dient als Auslass für den zweiten axialen Luftleitweg 214. Außerdem dient der Auslassluftkanal 218 in der ersten Auswuchtplatte 120 als Auslass für den ersten axialen Luftleitweg 212, und der Einlassluftkanal 220 in der zweiten Auswuchtplatte 204 dient als Einlass für den zweiten axialen Luftleitweg 214.
In einem Beispiel können die Auslassluftkanäle und die Einlassluftkanäle 216, 218, 220, 222 in den Auswuchtplatten 120, 204 so profiliert sein, dass sie während des Motorbetriebs einen Luftstrom durch das Luftkühlsystem 210 erzeugen. In einem solchen Beispiel werden Zentrifugalkräfte verwendet, um die Luftzirkulation in dem Luftkühlsystem 210 anzutreiben. Genauer bezeichnen Pfeile 224 die Richtung eines Luftstroms durch die Luftströmungsleitwege, Kanäle und andere Strömungsregionen des Luftkühlsystems 210 in dem Motor. Es sei klargestellt, dass die Pfeile zwar die allgemeine Richtung eines Luftstroms in dem System bezeichnen, aber eine feinere Skala des Luftströmungsmusters kann eine größere Komplexität zeigen.
Wie in 2 gezeigt ist, bewegt sich Luft in einer ersten axialen Richtung durch den ersten axialen Luftleitweg 212 und in den Auslassluftkanal 218 in der ersten Auswuchtplatte 120. Wenn die Luft durch den ersten axialen Luftleitweg 212 strömt, wird Wärme von dem Rotorkern 114 auf die Luft in dem Leitweg übertragen. Dann wird Luft aus dem Auslassluftkanal 218 in eine Region 226 um den ersten Statorwickelkopf 106 gelenkt. Auf diese Weise kann Wärme von dem Wickelkopf 106 auf die Luft übertragen werden, um den Wickelkopf zu kühlen. Man beachte, dass den Wickelkopf in manchen Fällen trotzdem mit Luft gekühlt werden kann, die durch den Rotorkern vorgewärmt wurde, da der Wickelkopf typischerweise eine höhere Temperatur aufweist als der Rotorkern. Die Richtung und die Geschwindigkeit der Luft, die aus dem Auslassluftkanal 218 tritt, entsprechen dem Profil des Auslassluftkanales. Somit kann die Geometrie (z.B. das Querschnittsprofil, der Ausströmwinkel, der Einströmwinkel, die Länge usw.) des Auslassluftkanales 218 so ausgewählt werden, dass eine gewünschte Richtung und Geschwindigkeit erzeugt werden, die ein gewünschtes Maß an Turbulenz in der Region 226 um den ersten Statorwickelkopf 106 erzeugen. Die Erzeugung einer turbulenten Luftströmung in der Region 226 ermöglicht die Übertragung von Wärme von dem ersten Wickelkopf 106 auf die erste Endabdeckung 206 und das Gehäuse 102. Auf diese Weise wird eine verstärkte Luftzirkulation entlang des Gehäuses und der Endabdeckungen verwirklicht, was die Ableitung der von dem Luftstrom durch den Rotorkern und in der Nähe der Wickelköpfe absorbierten Wärme an die unmittelbare Umgebung erleichtert.
Außerdem kann Luft, die aus dem Auslassluftkanal 218 austritt, zu dem ersten Wickelkopf 106 und dann durch Kanäle (z.B. radial ausgerichtete Kanäle) in der ersten Endabdeckung 206 und/oder um den ersten Wickelkopf 106 in der Nähe des Gehäusekörpers 208 strömen. Wenn die Luft um den ersten Wickelkopf 106 und angrenzend an den Gehäusekörper 208 strömt, wird Wärme aus der Luft mittels des Gehäuses auf die unmittelbare Umgebung übertragen.
Die Kanäle in der ersten Endabdeckung 206 können von Rippen 260 gebildet werden, die in 3 deutlicher gezeigt sind und die hierin ausführlicher erörtert werden. Dass Luft auf diese Weise durch die erste Endabdeckung 206 gelenkt wird, ermöglicht eine Übertragung von Wärme von dem ersten Wickelkopf 106 auf die erste Endabdeckung 206 und dann auf die unmittelbare Umgebung. Die Luft, die sich durch die Kanäle in der ersten Endabdeckung 206 bewegt, wird nach dem Austritt in die Region 262 zur Rotorwelle 116 gelenkt. Die Luft strömt anschließend in den Einlassluftkanal 216 in der ersten Auswuchtplatte 120 und dann in den zweiten axialen Luftleitweg 214. Luft strömt dann in axialer Richtung durch den zweiten axialen Luftleitweg 214 und in den Auslassluftkanal 222 der zweiten Auswuchtplatte 204.
Die allgemeinen Bewegungsrichtungen der Luft durch den ersten axialen Luftleitweg 212 und den zweiten axialen Luftleitweg 214 sind einander entgegengesetzt. Durch eine Gegenstromanordnung in dem Kühlsystem kann die Gleichmäßigkeit der Rotorkernkühlung erhöht werden. Die Luft, die aus dem Auslassluftkanal 222 tritt, wird wiederum in eine Region 228 um den zweite Wickelkopf 200 gelenkt. Von dem zweiten Wickelkopf 200 aus bewegt sich die Luft durch Kanäle, die von Rippen 264 gebildet werden, in der zweiten Endabdeckung 207 in eine Region 230 in der Nähe der Rotorwelle 116.
Aus der Region 230 strömt Luft in den Einlassluftkanal 220 in der zweiten Auswuchtplatte 204 und dann zurück in den ersten axialen Luftleitweg 212. Luft kann auch aus der Region 230 in andere Einlassluftkanäle in der zweiten Auswuchtplatte 204 strömen. Somit verläuft das Luftströmungsmuster allgemein radial auswärts durch die Auslassluftkanäle und dann einwärts durch die Einlassluftkanäle in den Auswuchtplatten. Es sei klargestellt, dass das Luftströmungsmuster einen kontinuierlichen Verlauf zeigen kann, wodurch es möglich ist, dass Luft ohne Unterbrechung durch den Motor strömt. Anders ausgedrückt einen kontinuierlichen Luftleitweg, der über Ansaug- und Auslasszüge in den Kühlsystemleitwegen getrieben wird. Infolgedessen kann in Bezug auf Systeme ohne ein kontinuierliches Luftströmungsmuster eine stärkere Motorkühlung erreicht werden.
Man beachte, dass der Luftströmungskreis in dem Luftkühlsystem 210 im Wesentlichen abgedichtet (z.B. vollständig abgeschlossen) sein kann. Somit können die Luftstromleitungswege, Kanäle usw. in dem System fluidmäßig von der umgebenden Atmosphäre um den Motor isoliert sein. Somit kann das Kühlsystem in einem Beispiel so gestaltet sein, dass es praktisch keinen zusätzlichen Luftstrom durch einen Luftspalt 250 zwischen dem Stator 104 und dem Rotor 112 erzeugt. Genauer gesagt kann der Nettoluftstrom durch das Luftkühlsystem 210 im Wesentlichen null (z.B. null) sein, um eine Zunahme des Luftspaltstroms zu vermeiden. Auf diese Weise werden zusätzliche Verluste in dem Elektromotor verringert (z.B. vermieden). Durch Testen mittels Computational Fluid Dynamic (CFD) eines Motors mit einem Luftkühlsystem eines Anwendungsfalls mit den hierin beschriebenen Eigenschaften wurde gefunden, dass er relativ geringe Verluste aufweist, (z.B. 130 Watt (W) bei 8000 Umdrehungen pro Minute (UpM) im Vergleich zu 120 W bei einem ähnlichen Motor ohne das Rotorkühlsystem). Somit wird der Motor möglicherweise keinen bedeutenden Nachteil aufgrund eines Strömungswiderstands haben, wenn das Luftkühlsystem 210 eingesetzt wird. Darüber hinaus kann das Luftkühlsystem ermöglichen, dass der Motor Drehmomentgewinne aufgrund der Kühlung erreicht.
In einem Beispiel können die erste und die zweite Auswuchtplatte 120, 204 in Geometrie und Größe im Wesentlichen gleich, aber in Drehrichtung versetzt angeordnet sein, damit die axialen Luftleitwege in dem Rotor 112 eine abwechselnde Ansaug- und Austreibdynamik haben können. Auf diese Weise Luft wird axial durch die axialen Luftleitwege 212, 214 gelenkt. Aufgrund der Variation der Ansaug- und Auslasszüge kann eine relativ starke turbulente Strömung an den Flanschen des Motors vorhanden sein, wodurch die Wärmeübertragung und Motorkühlung verstärkt werden. Durch Gestalten der Auswuchtplatten mit einer im Wesentlichen gleichen Größe und Profilierung wird es außerdem möglich, dass das Luftkühlsystem eine Kühlungsfunktionalität erreicht, wenn der Motor in einem Fahrzeug-Anwendungsfallszenario so gestaltet ist, dass er sich während eines Rückwärtsfahrbetriebs oder eines Regenerationsmodus in einer umgekehrten Richtung dreht, wenn dies angestrebt wird.
Ferner macht es der Versatz der ersten und der zweiten Auswuchtplatte 120, 204 in Drehrichtung möglich, dass die allgemeine Richtung des Luftstroms im ersten axialen Luftleitweg 212 und im zweiten axialen Luftleitweg 214 einander in einer Gegenstromanordnung entgegengesetzt sind. Herstellungskosten des Elektromotors können wegen der ähnlichen Abmessungen und Profilierung der Auswuchtplatten verringert sein.
Das in 2 gezeigte Flüssigkeitskühlsystem 122 weist die Pumpe 126, den Wärmetauscher 128, das Ventil 132 und Fluidpassagen 124, 240 auf. Genauer gesagt können die Fluidpassagen 240 angrenzend an den ersten axialen Luftleitweg 212 und/oder den zweiten axialen Luftleitweg 214 angeordnet sein. Jedoch kann das Flüssigkeitskühlsystem in manchen Ausführungsformen von dem Elektromotor weggelassen werden, wie bereits erörtert.
Das Gehäuse 102 und die Endabdeckungen 206, 207 können aus einem Metall wie Stahl, Aluminium, Kombinationen davon usw. gefertigt sein. In einem konkreten Beispiel können das Gehäuse und die Endabdeckungen Aluminium umfassen, weil es eine höhere Wärmeleitfähigkeit als beispielsweise Stahl aufweist. Jedoch kann/können ein Gehäuse und/oder Endabdeckungen verwendet werden, die wegen der niedrigeren Kosten und/oder der Haltbarkeit aus Stahl gefertigt sind. Die Drähte der Wickelköpfe 106, 200 können aus einem elektrisch leitenden Material wie Kupfer gefertigt sein. Der Stator kann auch aus Stahl (z.B. laminiertem Stahl) gefertigt sein. Außerdem können die Auswuchtplatten 120, 204 aus einem Metall (z.B. Stahl, Aluminium, Kombinationen usw.) gefertigt sein. Außerdem kann der Rotor 112 aus Stahl, Kupfer, Aluminium usw. gefertigt sein.
3 ist eine Abbildung einer detaillierten Ansicht der ersten Endabdeckung 206 und des Körpers 208 des Gehäuses 102. Die gezeigte erste Endabdeckung 206 weist eine innere Platte 300 auf, die an die in 2 gezeigte erste Auswuchtplatte 120 angrenzen kann. Die erste Endabdeckung 206 weist ferner eine äußere Platte 302 auf, die mit dem Gehäuse 102 gekoppelt ist. Die Mehrzahl von Rippen 260 erstreckt sich zwischen der inneren Platte 300 und der äußeren Platte 302. Die Rippen 260 sind so gestaltet, dass sie Luft aus der Region um einen Statorwickelkopf zu einer zentralen Region des Motors in der Nähe der Einlasskanälen der in 2 gezeigten Auswuchtplatten 120, 204 führen. Man beachte, dass dieses Luftströmungsmuster aufgrund der Wärmeübertragung von der Endabdeckung und dem Gehäuse auf die unmittelbare Umgebung eine Kühlung der Luft ermöglicht, während diese durch die erste Endabdeckung 206 strömt. Genauer sind die Rippen 260 in der dargestellten Ausführungsform radial ausgerichtet und weisen zwei einander entgegengesetzte plane Seiten auf. Jedoch kommen auch gekrümmte Rippen und nicht radial ausgerichtete Rippenanordnungen in Betracht.
Es sei klargestellt, dass die zweite Endabdeckung 207, die in 2 gezeigt ist, eine ähnliche Größe und ein ähnliches geometrisches Profil aufweisen kann wie die erste Endabdeckung 206. Eine Gestaltung der Endabdeckungen auf diese Weise kann ermöglichen, die Produktionskosten des Motors zu senken, wenn dies angestrebt wird. Jedoch können die Endabdeckungen als Alternative auch eine andere Größe und/oder ein anderes Profil aufweisen. Raumspar- und andere Gestaltungsziele können berücksichtigt werden, wenn die Größe und Form der Endabdeckungen ausgewählt werden.
4 zeigt eine detaillierte Ansicht eines Beispiels für eine Auswuchtplatte 400. Man beachte, dass die in 4 gezeigte Auswuchtplatte 400 ein Beispiel für eine der Auswuchtplatten 120, 204 ist, die in 2 gezeigt sind. Daher können die strukturellen und funktionalen Merkmale in der Auswuchtplatte 400, die in 4 gezeigt ist, in jeder von den in 2 gezeigten Auswuchtplatten enthalten sein oder umgekehrt.
Die Auswuchtplatte 400 weist einen Körper 402 mit einer zentralen Öffnung 404 auf. Der Körper 402 weist eine erste axiale Seite 403 und eine zweite axiale Seite 405 auf. Wenn er in dem Motor installiert ist, kann die erste axiale Seite 403 an den Rotorkern angrenzen, und die zweite axiale Seite 405 kann an die Statorwickelköpfe und eine von den Endabdeckungen angrenzen. Die Auswuchtplatte 400 weist außerdem eine Mehrzahl von Einlassluftkanälen 406 und eine Mehrzahl von Auslassluftkanälen 408 auf. 4 ist eine Abbildung der Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle in einer Durchblick-Darstellung, um die Größe, die Positionierung und die Form der Kanäle sichtbar zu machen. Die Anzahl der Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle kann ein ganzzahliges Vielfaches der axialen Luftleitwege in dem Rotorkern sein. Zum Beispiel kann der Rotor in einem Anwendungsfallszenario sechs Luftleitwege und sechs oder zwölf Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle aufweisen. Die Einlassluftkanäle 406 und die Auslassluftkanäle 408 erstrecken sich in der abgebildeten Ausführungsform in einer radialen Richtung. Jedoch kommen auch nicht-radiale Kanalanordnungen in Betracht. Außerdem weist die in 4 gezeigte Auswuchtplatte 400 eine radiale Symmetrie auf, um Rotationsunwucht in dem Rotor zu verringern. Jedoch kommen auch anders konturierte Auswuchtplatten (z.B. radial asymmetrische Platten) in Betracht. Es sei klargestellt, dass Luft in der zentralen Öffnung 404 einen relativ niedrigen Druck aufweisen kann, um eine Luftzirkulation durch die Luftleitwege, Kanäle usw. in dem Luftkühlsystem anzutreiben.
Die Einlassluftkanäle 406 weisen jeweils eine erste Öffnung 410 auf, die mit einer zentralen Öffnung 404 in der Nähe einer Rotorwelle, wie etwa der in 2 gezeigten Rotorwelle 116, in Fluidverbindung steht. Ebenso eine zweite Öffnung 412, die mit einem von einer Mehrzahl von axialen Luftleitwegen, wie etwa den in 2 gezeigten axialen Luftleitwegen 212, 214, in Fluidverbindung steht. Die Positionierung der Einlassluftkanäle 406 in diesem Layout ermöglicht es Zentrifugalkräften, einen Luftstrom von der zentralen Region in die Luftleitwege zu treiben. Die zweite Öffnung 412 kann in manchen Fällen ähnlich wie die Öffnung in die Luftstromkanäle profiliert sein, um Verluste in dem Kühlsystem zu verringern. Zum Beispiel können die zweiten Öffnungen 412 der Einlassluftkanäle 406 und die Öffnungen der axialen Luftleitwege in manchen Fällen eine kreisrunde, ovale, bogenförmige oder keilförmige Form aufweisen. Jedoch kommen auch polygonale Öffnungsquerschnitte in Betracht. Die erste Öffnung 410 jedes Einlassluftkanales 406 kann ein bogenförmiges oder anderes geeignetes Profil aufweisen, das eine Luftmitnahme in den entsprechenden axialen Luftleitweg ermöglicht.
Ferner kann die Querschnittsfläche von jedem der Einlassluftkanäle 406 in einem Beispiel von der ersten Öffnung 410 zur zweiten Öffnung 412 abnehmen. Jedoch können die Einlassluftkanäle 406 in anderen Beispielen eine im Wesentlichen konstante Querschnittsfläche entlang ihrer Längen aufweisen oder können in manchen Beispielen ihren Durchmesser von der ersten Öffnung zur zweiten Öffnung vergrößern. Jeder von den Einlassluftkanälen 406 kann auch einen gekrümmten Teil 450 und einen im Wesentlichen planen Teil 452 aufweisen, von denen die Kanäle begrenzt werden. Auf diese Weise können die Kanäle so profiliert sein, dass sie raumsparend in die Auswuchtplatte integriert werden können, während eine gewünschte Querschnittsfläche erreicht wird. Jedoch kommen auch alternative Formen von Einlassluftkanälen in Betracht, wie etwa Kanäle mit einem gekrümmten Rand um ihren Umfang, Kanäle mit einem polygonalen Querschnitt usw. Zum Beispiel können die Einlassluftkanäle in einem Anwendungsfallbeispiel entlang zumindest eines Teils des Kanals einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Die Auslassluftkanäle 408 weisen jeweils eine erste Öffnung 414 auf, die sich in eine Region in der Nähe eines Statorwickelkopfs, wie etwa der in 2 gezeigten Statorwickelkopf 106 öffnet. Die Auslassluftkanäle 408 weisen ebenfalls jeweils eine zweite Öffnung 416 auf, die sich in die axialen Luftleitwege öffnet. Die zweite Öffnung 416 grenzt in der dargestellten Ausführungsform an eine Außenrandfläche 417 der Platte 400 an. Jedoch können die zweiten Öffnungen in anderen Ausführungsformen von der Außenrandfläche beabstandet sein. Jeder von den Auslassluftkanälen 408 kann seine Querschnittsfläche von der ersten Öffnung 414 zu der zweiten Öffnung 416 verkleinern. Auf diese Weise kann die Geschwindigkeit der Luft, die aus den Auslassluftkanäle tritt, erhöht werden, um einen turbulenten Luftstrom um die Statorwickelköpfe herum zu fördern. Jedoch kann die Querschnittsfläche der Auslassluftkanäle in anderen Beispielen im Wesentlichen konstant sein oder in anderen Beispielen entlang deren Länge zunehmen.
Jeder von den Auslassluftkanälen 408 kann auch einen gekrümmten Teil 454 und einen im Wesentlichen planen Teil 456 aufweisen, von denen die Kanäle begrenzt werden. Auf diese Weise können die Kanäle so profiliert sein, dass sie raumsparend in die Auswuchtplatte integriert werden können, während eine gewünschte Querschnittsfläche erreicht wird. Jedoch kommen auch alternative Formen von Auslassluftkanälen in Betracht, wie etwa Kanäle mit einem gekrümmten Rand um ihren Umfang, Kanäle mit einem polygonalen Querschnitt usw. Zum Beispiel können die Einlassluftkanäle in einem Anwendungsfallbeispiel entlang zumindest eines Teils des Kanals einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen.
Die ersten Öffnungen 414 von jedem der Auslassluftkanäle 408 können eine Bogenform oder eine andere Form aufweisen, die so abgewinkelt ist, dass sie einen turbulenten Luftstrom zu den Wickelköpfen des Stators lenkt. Genauer können die ersten Öffnungen 414 der einzelnen Auslassluftkanäle in einem Beispiel gegen die Hohlräume in den Rotorblechungen abdichten (z.B. perfekt abdichten). Ferner können die zweiten Öffnungen der einzelnen Auslassluftkanäle eine Form aufweisen, die den Luftstrom zwingt, an den Wickelköpfen des Stators aufzutreffen. Auf diese Weise kann in manchen Fällen eine stärkere Statorkühlung erreicht werden, was die Motoreffizienz erhöht.
Man beachte außerdem, dass die ersten Öffnungen 410 der einzelnen Einlassluftkanäle 406 eine ähnliche Größe und ein ähnliches Profil haben können, um eine Rotationsunwucht zu vermeiden. Ebenso können die zweiten Öffnungen 412 der einzelnen Einlassluftkanäle 406 eine ähnliche Größe und ein ähnliches Profil haben. Jedoch können die Einlassluftkanäle in anderen Ausführungsformen Sätze unterschiedlich profilierter und/oder bemessener Öffnungen aufweisen, die symmetrisch angeordnet sind, um eine Symmetrie um einen Durchmesser der Auswuchtplatte 400 zu erreichen. Die ersten Öffnungen 414 der einzelnen Auslassluftkanäle 408 weisen ebenfalls eine ähnliche Größe und ein ähnliches Profil auf, und die zweiten Öffnungen 416 der einzelnen Auslassluftkanäle können auch eine ähnliche Größe und ein ähnliches Profil aufweisen. Jedoch kommen auch Ausführungsformen in Betracht, wo die Öffnungen unterschiedlich bemessene/profilierte Sätze aufweisen.
Die gezeigten zweiten Öffnungen 412 der Einlassluftkanäle 406 und zweiten Öffnungen 416 der Auslassluftkanäle 408 sind nacheinander um einen Umfang 418 des Körpers 402 der Auswuchtplatte 400 angeordnet. Die Einlassluftkanäle 406 erstrecken sich von diesem Umfang aus radial einwärts, während sich die Auslassluftkanäle 408 von dem Umfang aus radial auswärts erstrecken. Jedoch können die zweiten Öffnungen in den Einlassluftkanälen und die zweiten Öffnungen in den Auslassluftkanälen andere auf den Umfang bezogene Positionen aufweisen. Insbesondere können in einem Beispiel die zweiten Öffnungen 412 von den Einlasskanälen radial näher an der Drehachse 118 des Motors liegen als die zweiten Öffnungen 416 der Auslasskanälen.
5 zeigt ein anderes Beispiel für eine Auswuchtplatte 500, die mit einem Rotor 502 eines Elektromotors gekoppelt ist, der einen Kern 503 aufweist. Es sei klargestellt, dass das Beispiel der Auswuchtplatte 500, die in 5 gezeigt ist, eine Alternative zu einer der in 2 gezeigten Auswuchtplatten 120, 204 in dem Elektromotor 100 sein kann. Die Auswuchtplatte 500 weist Einlassluftkanäle 504 und Auslassluftkanäle 506 auf, die in einem alternierenden Muster angeordnet sind, das sich rings um die Auswuchtplatte 500 erstreckt. Genauer sind die Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle 504, 506 in einem kontinuierlichen Körper 508 ausgebildet, der auf einer axialen Seite 510 des Rotors 502 angebracht ist.
Die Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle 504, 506 werden in der dargestellten Ausführungsform von erhabenen Abschnitten in der Auswuchtplatte 500 gebildet, die sich von dem Rotorkern 503 axial auswärts krümmen. Jedoch kommen auch andere Einlasskanal- und Auslasskanalkonfigurationen in Betracht. Außerdem sind in der dargestellten Ausführungsform Lücken 520 zwischen aufeinanderfolgenden Einlassluftkanälen und Auslassluftkanälen 504, 506 gebildet. Auf diese Weise kann das Gewicht der Auswuchtplatte im Vergleich zu Platten ohne diese Lücken verringert sein. Jedoch kann in anderen Beispielen Material in den Regionen zwischen den Kanälen bereitgestellt sein. Abschnitte 522 der Platten können angrenzend an die Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle 504, 506 mit dem Rotorkern 503 gekoppelt (z.B. verschweißt, mechanisch angebracht usw.) sein, um die Kanäle fluidmäßig zu trennen. Die Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle 504, 506 sind wiederum dafür ausgelegt, während einer Drehung einen Luftstrom durch Luftleitwege zu erzeugen, die sich axial durch den Rotorkern erstrecken.
Die Einlassluftkanäle 504 weisen jeweils eine Öffnung 512 auf, und wenn sie in einem Motor installiert sind, können sie an eine zentrale Region des Motors um eine Rotorwelle angrenzen. Die Auslassluftkanäle 506 weisen ebenfalls jeweils eine Öffnung 514 auf, die so gestaltet ist, dass diese, wenn sie in dem Motor installiert sind, Luft zu einer Region um Statorwickelköpfe lenkt. Die Öffnungen 514 sind in der dargestellten Ausführungsform radial einwärts von einer Außenrandfläche 524 des Rotorkerns 503 positioniert. Jedoch kann sich die Auswuchtplatte in anderen Ausführungsformen über die Außenrandfläche des Rotorkerns hinaus erstrecken.
6 zeigt eine detaillierte Ansicht des Rotorkerns 503. Die axialen Luftleitwege 600, die sich durch eine Mehrzahl von Blechungen 602 erstrecken, sind in 6 gezeigt. Man beachte, dass die Einlassluftkanäle 504 und die Auslassluftkanäle 506, die in 5 dargestellt sind, Öffnungen aufweisen, die mit den axialen Luftleitwegen 600 in Fluidverbindung stehen. Ähnlich wie bei den oben beschriebenen axialen Luftleitwegen kann Luft aufgrund einer in Drehrichtung versetzten Anordnung der Auswuchtplatten in dem Rotorstapel nacheinander in entgegengesetzter axialer Richtung durch die axialen Luftleitwege 600 strömen.
7 ist eine Abbildung eines anderen Beispiels für eine Auswuchtplatte 700, die mit einem Rotorkern 702 gekoppelt ist. Die Auswuchtplatte 700 weist eine Mehrzahl von Luftführungsöffnungen 704 auf, die sich von einer Öffnung 706 aus erstrecken, die mit einem axialen Luftleitweg in einem Rotor in Fluidverbindung steht, wenn die Auswuchtplatte in ein Motorkühlsystem eingebaut ist. Die Luftführungsöffnungen 704 sind so profiliert, dass sie Luft zu Statorwickelköpfen lenken. Insbesondere können die Luftführungsöffnungen 704 so gestaltet sein, dass sie Luft im Wesentlichen gleichmäßig zu Statorwickelköpfen lenken. Die Luftführungsöffnungen 704 sind als Wände mit zwei einander entgegengesetzten planen Oberflächen abgebildet. Jedoch kommen auch andere Luftführungsöffnungsformen in Betracht, wie etwa Luftführungsöffnungen mit mindestens einer gekrümmten Oberfläche. Außerdem haben die dargestellten Luftführungsöffnungen 704 eine offene Gestaltung. Jedoch kommen auch Luftführungsöffnungen mit einer geschlossenen Gestaltung in Betracht, mit einer Abdeckung, die sich zwischen den Wänden erstreckt. Die Auswuchtplatte 700 kann auch Luftführungsöffnungen aufweisen, die so profiliert sind, dass sie Luft in eine Öffnung in einem axialen Luftleitweg in dem Rotorkern lenken. Auf diese Weise können die Luftführungsöffnungen als die oben beschriebenen Einlassluftkanäle und Auslassluftkanäle in den Auswuchtplatten fungieren. Ferner kann der Rotorstapel in einem Beispiel Ansaugöffnungen aufweisen, die sich radial einwärts erstrecken. In einem solchen Beispiel können keine Luftführungsöffnungen für die Einlasskanäle verwendet werden. Somit kann Luft direkt in die Lufträume innerhalb des Rotorkerns eintreten.
1-7 und 9 zeigen beispielhafte Konfigurationen mit relativer Positionierung der verschiedenen Komponenten. Wenn solche Elemente im direkten Kontakt miteinander oder direkt gekoppelt abgebildet sind, dann können sie in mindestens einem Beispiel als in direktem Kontakt miteinander bzw. direkt gekoppelt beschrieben werden. Ebenso können Elemente, die aneinander angrenzend oder zueinander benachbart gezeigt sind, in zumindest einem Beispiel aneinander angrenzen bzw. zueinander benachbart sein. Beispielsweise können Komponenten, die in einem Flächenkontakt miteinander stehen, als in Flächenkontakt stehend bezeichnet werden. Als ein anderes Beispiel können Elemente, die nur über einen Zwischenraum voneinander getrennt und ohne andere Komponenten dazwischen positioniert sind, in mindestens einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Als noch ein weiteres Beispiel können Elemente, die über- bzw. untereinander, auf einander entgegengesetzten Seiten oder links bzw. rechts voneinander gezeigt sind, relativ zueinander als solche bezeichnet werden. Ferner kann, wie in den Figuren gezeigt, in mindestens einem Beispiel ein oberstes Element oder ein oberster Punkt eines Elements als „an der Oberseite“ der Komponente liegend bezeichnet werden und ein unterstes Element oder ein unterster Punkt des Elements kann als „an der Unterseite“ der Komponente liegend bezeichnet werden. Wie hierin verwendet, können an der Oberseite/Unterseite liegend, obere/untere, oberhalb/unterhalb relativ zu einer vertikalen Achse der Figuren sein und zur Beschreibung des Positionierens von Elementen der Figuren relativ zueinander verwendet werden. Daher sind in einem Beispiel Elemente, die oberhalb von anderen Elementen gezeigt sind, vertikal über den anderen Elementen positioniert. Als noch ein weiteres Beispiel können Formen der Elemente, die innerhalb der Figuren abgebildet sind, als diese Formen aufweisend bezeichnet werden (z. B. als rund, gerade, eben, gewölbt, abgerundet, gefast, abgewinkelt oder ähnliches). Außerdem können Elemente, die koaxial zueinander sind, in einem Beispiel als solche bezeichnet werden. Ferner können Elemente, die einander schneiden, in mindestens einem Beispiel als schneidende Elemente oder als einander schneidend bezeichnet werden. Ferner kann ein Element, das innerhalb eines anderen Elements oder außerhalb eines anderen Elements gezeigt wird, in einem Beispiel als solches bezeichnet werden. In anderen Beispielen können gegeneinander versetzte Elemente als solche bezeichnet werden.
8 zeigt ein Verfahren 800 für einen Betrieb eines Kühlsystems in einem Elektromotor. Das Verfahren 800 kann von jedem der Kühlsysteme und Elektromotoren, die oben unter Bezugnahme auf 1-7 und/oder 9 beschrieben wurden, implementiert werden. Jedoch kann das Verfahren in anderen Beispielen von anderen geeigneten Kühlsystemen und Elektromotoren implementiert werden. Der Motor kann anhand von Befehlen gesteuert werden, die in einem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert sind und von einem Prozessor in einer Steuereinrichtung ausführbar sind. Ferner kann zumindest ein Teil der Schritte passiv implementiert werden. Zum Beispiel können die Luftumwälzschritte passiv stattfinden, sobald sich der Rotor während des Betriebs des Elektromotors dreht.
Bei 802 beinhaltet das Verfahren das Strömenlassen von Luft durch einen ersten axialen Luftleitweg in einem Rotor von einem Einlassluftkanal einer ersten Auswuchtplatte zu einem Auslassluftkanal einer zweiten Auswuchtplatte. Auf diese Weise tritt Luft über die Auswuchtplatten in axiale Luftwege ein und aus denselben aus. Man beachte, dass Zentrifugalkräfte, die durch eine Rotordrehung erzeugt werden, das in Schritt 802 auftretende Luftströmungsmuster antreiben.
Dann beinhaltet das Verfahren bei 804 das Strömenlassen von Luft von dem Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte zu einem Bereich, der an einen ersten Statorwickelkopf angrenzt. Auf diese Weise ist die zweite Auswuchtplatte so konturiert, dass sie einen Luftstrom (z.B. einen turbulenten Luftstrom) um den Wickelkopf lenkt. Somit kann Wärme von den Wickelköpfen auf die zirkulieren gelassene Luft übertragen werden.
Dann beinhaltet das Verfahren bei 806 das Strömenlassen von Luft von dem Bereich, der an den ersten Statorwickelkopf angrenzt, zu einem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte. Zum Beispiel kann Luft durch Passagen in den Endabdeckungen und dann zu einer Region, die an eine Rotorwelle angrenzt, strömen gelassen werden, bevor sie in den Einlassluftkanal in den zweiten Auswuchtplatten eintritt. Die Luft kann infolge dieses Luftstroms gekühlt werden. Genauer wird Wärme auf die Endabdeckung und das Motorgehäuse durch sich hindurch bewegende Luft übertragen. Auf diese Weise wird eine Rotorkernkühlung erreicht.
Dann beinhaltet das Verfahren bei 808 das Strömenlassen von Luft durch einen zweiten axialen Luftleitweg in einer Richtung, die einer Richtung eines Luftstroms durch den ersten axialen Luftleitweg entgegengesetzt ist. Auf diese Weise kann ein Gegenströmungsmuster in dem Rotorkern verwirklicht werden, wodurch die Gleichmäßigkeit der Rotorkühlung erhöht wird. Dann kann Luft durch einen Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte zu einem zweiten Wickelkopf und dann durch eine zweite Endabdeckung und/oder in die Nähe eines Gehäuses strömen gelassen werden. Man beachte, dass in dem Luftkühlsystem mit zusätzlichen axialen Luftleitwegen das Luftströmungsmuster, das in den Schritten 802-808 angegeben wird, durch verschiedene axiale Luftleitwege, Kanäle usw. wiederholt werden kann, nachdem die Luft sich nahe an die/durch die zweite Endabdeckung und das Gehäuse bewegt hat, bis die Luft den Einlassluftkanal des ersten axialen Luftleitwegs erreicht.
Bei 810 kann das Verfahren in einem Beispiel optional ein Strömenlassen von Kühlmittel durch eine an den ersten axialen Luftleitweg des Rotors angrenzende Kühlmittelpassage beinhalten. Zum Beispiel kann eine Pumpe in einer Kühlmittelschleife eine Kühlmittelzirkulation durch die Kühlmittelpassage und dann zu einem Wärmetauscher antreiben. Auf diese Weise kann Kühlmittel verwendet werden, um zusätzliche Wärme von dem Rotorkern und der dort hindurch strömenden Luft abzuleiten, was zu einer zusätzlichen Kernkühlung führt. In solch einem Beispiel kann die Kühlmittelpassage auch angrenzend an den zweiten axialen Luftleitweg angeordnet sein, um in manchen Fällen eine weitere Kühlung zu erreichen. Jedoch kann Schritt 810 in anderen Beispielen aus dem Verfahren weggelassen werden, und das Motorkühlsystem kann daher ohne ein Flüssigkeitskühlsystem auskommen, wodurch die Kosten und die Komplexität des Kühlsystems verringert sind.
Als Alternative zu Schritt 810 oder als zusätzlichen Schritt kann das Verfahren das Strömenlassen von Luft und/oder Wasser um eine Außenfläche des Motorgehäuses einschließen. Zum Beispiel kann Luft über Wärmerippen strömen, die sich von dem Gehäuse aus erstrecken, und/oder Wasser kann durch einen Wassermantel, der das Gehäuse zumindest zum Teil umgibt, strömen gelassen werden. Auf diese Weise kann der Motor weiter gekühlt werden, um die Motoreffizienz zu erhöhen.
Die Luftkühlsysteme und die Luftkühlungsverfahren für den Elektromotor, die hierin beschrieben sind, haben die technische Wirkung, dass sie eine Motoreffizienz durch eine Senkung der Temperatur des Rotorkerns des Motors und von Wickelköpfen erhöhen. Infolge der Motorkühlung kann auch die Lebensdauer des Motors verlängert sein.
In den folgenden Abschnitten wird die Erfindung näher beschrieben. In einem Aspekt wird ein Elektromotorsystem angegeben, das umfasst: einen Rotor mit einer Mehrzahl von axialen Luftleitwegen; eine erste Auswuchtplatte, die auf einer ersten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die erste Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal aufweist; und eine zweite Auswuchtplatte, die auf einer zweiten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die zweite Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal aufweist; wobei der Einlassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte von dem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte radial versetzt ist.
In einem anderen Aspekt wird ein Verfahren zum Kühlen eines Elektromotorsystems angegeben, das umfasst: Strömenlassen von Luft durch einen ersten axialen Luftleitweg in einem Rotor von einem Einlassluftkanal einer ersten Auswuchtplatte zu einem Auslassluftkanal einer zweiten Auswuchtplatte, wobei die erste und die zweite Auswuchtplatte auf axial entgegengesetzten Seiten des Rotors positioniert sind; und Strömenlassen von Luft aus dem Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte zu einem Bereich, der an einen ersten Statorwickelkopf angrenzt. In einem Beispiel kann das Verfahren ferner das Strömenlassen von Luft von dem Bereich, der an den ersten Statorwickelkopf angrenzt, zu einem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte umfassen. In einem anderen Beispiel kann das Verfahren ferner das Strömenlassen von Luft durch einen zweiten axialen Luftleitweg in einer Richtung, die einer Richtung eines Luftstroms durch den ersten axialen Luftleitweg entgegengesetzt ist, umfassen. Ferner kann das Verfahren in einem Beispiel ferner das Strömenlassen eines Kühlmittels durch eine an den ersten axialen Luftleitweg des Rotors angrenzende Kühlmittelpassage umfassen. In einem noch weiteren Beispiel kann das Verfahren ferner das Strömenlassen von Kühlmittel und/oder Luft in oder um ein Gehäuse des Elektromotorsystems umfassen. In einem noch anderen Beispiel kann der Verfahrensschritt des Strömenlassens von Luft von dem Bereich, der an den ersten Statorwickelkopf angrenzt, zu dem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte das Strömen durch eine Region, die an eine Rotorwelle angrenzt, umfassen.
In einem noch anderen Aspekt wird ein Elektromotorsystem angegeben, das umfasst: einen Rotor mit einer Mehrzahl von axialen Luftleitwegen, die sich durch eine Mehrzahl von Blechungen erstrecken; eine erste Auswuchtplatte, die auf einer ersten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die erste Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal aufweist; und eine zweite Auswuchtplatte, die auf einer zweiten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die zweite Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal aufweist; wobei der Rotor dafür ausgelegt ist, während des Betriebs Luft über Zentrifugalkräfte durch die Mehrzahl von axialen Luftleitwegen und die Einlassluftkanäle und die Auslassluftkanäle in der ersten und der zweiten Auswuchtplatte zirkulieren zu lassen.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können die erste und die zweite Auswuchtplatte radial symmetrisch sein.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können sich der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial durch diese hindurch erstrecken, und der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte können sich radial durch diese hindurch erstrecken.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte kann sich der Einlassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial einwärts durch einen Körper der ersten Auswuchtplatte erstrecken, und der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte erstreckt sich radial auswärts durch den Körper der ersten Auswuchtplatte.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können sich die Mehrzahl von axialen Luftleitwegen durch eine Mehrzahl von Rotorblechen erstrecken.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte kann der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte Luft zu einem ersten Statorwickelkopf lenken, und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte kann Luft zu einem zweiten Statorwickelkopf lenken.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können der erste Statorwickelkopf und der zweite Statorwickelkopf auf axial entgegengesetzten Seiten eines Stators positioniert sein.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können die Auslassluftkanäle und die Einlassluftkanäle in der ersten und der zweiten Auswuchtplatte von einer Mehrzahl von Luftführungsöffnungen gebildet werden.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte kann der Rotor dafür ausgelegt sein, während eines Rotorbetriebs auf passive Weise einen Luftstrom durch die Mehrzahl von axialen Luftleitwegen und die Einlassluftkanäle und die Auslassluftkanäle in der ersten und der zweiten Auswuchtplatte zu erzeugen.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte kann ein Nettoluftstrom durch das Elektromotorsystem im Wesentlichen null sein.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte kann das Elektromotorsystem ferner eine Endabdeckung, die auf einer axialen Seite des Elektromotorsystems positioniert ist, und eine Mehrzahl von Rippen umfassen, wobei die Mehrzahl von Rippen so gestaltet ist, dass sie Luft, die an einen ersten Statorwickelkopf angrenzt, zu dem Einlassluftkanal in der Endabdeckung lenkt.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können sich der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte axial durch diese hindurch erstrecken, und der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte können sich axial durch diese hindurch erstrecken.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können sich die Einlassluftkanäle radial einwärts zu einer Drehachse erstrecken, können sich die Auslassluftkanäle radial auswärts weg von der Drehachse erstrecken und können die Auslassluftkanäle jeweils einen turbulenten Luftstrom um einen entsprechenden Statorwickelkopf erzeugen.
In jedem der Aspekte oder in jeder Kombination der Aspekte können die erste und die zweite Auswuchtplatte jeweils radial symmetrisch sein und können in Bezug aufeinander in Drehrichtung versetzt sein.
In einer anderen Darstellung wird ein passives Kühlsystem einer elektrischen Maschine angegeben, das umfasst: eine Mehrzahl von symmetrisch angeordneten Luftkanälen, die sich durch eine Mehrzahl von Rotorkernblechungen erstrecken, und Auswuchtplatten, die Luftleitwegeinlässe und - auslässe aufweisen, die so gestaltet sind, dass sie während einer Drehung des Rotors Ansaug- und Auslass-Luftströmungsmuster in einander entgegengesetzten axialen Enden des Rotorkerns erzeugen.
Während oben verschiedene Ausführungsformen beschrieben wurden, versteht es sich, dass sie beispielhaft und nicht einschränkend präsentiert wurden. Dem Fachmann ist offenkundig, dass der offenbarte Gegenstand in anderen konkreten Formen verkörpert sein kann, ohne vom Gedanken des Gegenstands abzuweichen. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind daher in jeder Hinsicht als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu betrachten.
Man beachte, dass das hierin enthaltene, als Beispiel angegebene Kühlverfahren mit verschiedenen Motorsystemkonfigurationen verwendet werden kann. Die verschiedenen dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können in der dargestellten Reihenfolge oder parallel durchgeführt werden oder in manchen Fällen weggelassen werden. Ebenso ist die Reihenfolge der Schritte nicht unbedingt erforderlich, um die Merkmale und Vorteile der hier beschriebenen beispielhaften Beispiele zu erreichen, sondern dient der einfachen Veranschaulichung und Beschreibung. Eine oder mehrere der dargestellten Aktionen, Operationen und/oder Funktionen können je nach der jeweils verwendeten Strategie wiederholt ausgeführt werden. Einer oder mehrere von den hierin beschriebenen Verfahrensschritten kann bzw. können nach Wunsch weggelassen werden.
Es versteht sich, dass die hierin offenbarten Konfigurationen und Routinen ihrer Natur nach beispielhaft sind und dass diese konkreten Beispiele nicht in einem einschränkenden Sinn zu betrachten sind, da viele Variationen möglich sind. Zum Beispiel kann die oben genannte Technologie auf eine Reihe verschiedener Systeme angewendet werden, die Elektromotoren einschließen. Der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung beinhaltet alle neuen und nicht offensichtlichen Kombinationen und Teilkombinationen der verschiedenen Systeme und Konfigurationen sowie weitere Merkmale, Funktionen und/oder Eigenschaften, die hierin offenbart wurden.
Wenn hierin verwendet, werden die Begriffe „annähernd“ und „im Wesentlichen“ so ausgelegt, dass sie plus oder minus fünf Prozent des Bereichs beinhalten, sofern nicht anders angegeben.
Die folgenden Ansprüche stellen bestimmte Kombinationen und Unterkombinationen, die als neuartig und nicht naheliegend betrachtet werden, besonders heraus. Diese Ansprüche können sich auf „ein“ Element oder „ein erstes“ Element oder das Äquivalent davon beziehen. Solche Ansprüche sind weder so zu verstehen, dass sie eine Einbeziehung eines oder mehrerer solcher Elemente beinhalten, noch so, dass sie den Ausschluss von zwei oder mehreren solcher Elemente verlangen. Weitere Kombinationen und Teilkombinationen der offenbarten Merkmale, Funktionen, Elemente und/oder Eigenschaften können durch eine Änderung der vorliegenden Ansprüche oder durch Präsentation neuer Ansprüche in dieser oder einer verwandten Anmeldung beansprucht werden. Solche Ansprüche, sei ihr Bereich nun breiter, enger, gleich oder anders als derjenige der ursprünglichen Ansprüche, werden ebenfalls als innerhalb des Gegenstands der vorliegenden Offenbarung enthalten betrachtet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 63002808 [0001]

Claims

Elektromotorsystem, umfassend: einen Rotor mit einer Mehrzahl von axialen Luftleitwegen; eine erste Auswuchtplatte, die auf einer ersten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die erste Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal umfasst; und eine zweite Auswuchtplatte, die auf einer zweiten axialen Seite des Rotors positioniert ist, wobei die zweite Auswuchtplatte einen Einlassluftkanal und einen Auslassluftkanal umfasst; wobei der Einlassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial von dem Einlassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte versetzt ist.
Elektromotorsystem nach Anspruch 1, wobei die erste und die zweite Auswuchtplatte radialsymmetrisch sind.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial durch diese hindurch erstrecken, und sich der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte radial durch diese hindurch erstrecken.
Elektromotorsystem nach Anspruch 3, wobei sich der Einlassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial einwärts durch einen Körper der ersten Auswuchtplatte erstreckt, und sich der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte radial auswärts durch den Körper der ersten Auswuchtplatte erstreckt.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Mehrzahl von axialen Luftleitwegen durch eine Mehrzahl von Rotorblechungen erstreckt.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte Luft zu einem ersten Statorwickelkopf lenkt und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte Luft zu einem zweiten Statorwickelkopf lenkt.
Elektromotorsystem nach Anspruch 6, wobei der erste Statorwickelkopf und der zweite Statorwickelkopf auf axial entgegengesetzten Seiten eines Stators positioniert sind.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Auslassluftkanäle und die Einlassluftkanäle in der ersten und der zweiten Auswuchtplatte von einer Mehrzahl von Luftführungsöffnungen gebildet werden.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Rotor dafür ausgelegt ist, während eines Rotorbetriebs auf passive Weise einen Luftstrom durch die Mehrzahl von axialen Luftleitwegen und die Einlassluftkanäle und die Auslassluftkanäle in der ersten und der zweiten Auswuchtplatte zu erzeugen.
Elektromotorsystem nach Anspruch 9, wobei ein Nettoluftstrom durch das Elektromotorsystem im Wesentlichen null ist.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner eine Endabdeckung, die auf einer axialen Seite des Elektromotorsystems positioniert ist, und eine Mehrzahl von Rippen umfassend, wobei die Mehrzahl von Rippen so gestaltet ist, dass sie Luft angrenzend an einen ersten Statorwickelkopf und zu dem Einlassluftkanal in der Endabdeckung lenkt.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der ersten Auswuchtplatte axial durch diese hindurch erstrecken, und sich der Einlassluftkanal und der Auslassluftkanal in der zweiten Auswuchtplatte axial durch diese hindurch erstrecken.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Rotor dafür ausgelegt ist, im Betrieb Luft durch Zentrifugalkräfte durch die Mehrzahl von axialen Luftleitwegen und die Einlassluftkanäle und die Auslassluftkanäle in der ersten und der zweiten Auswuchtplatte zirkulieren zu lassen.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei sich die Einlassluftkanäle radial einwärts zu einer Drehachse erstrecken, sich die Auslassluftkanäle radial auswärts weg von der Drehachse erstrecken und die Auslassluftkanäle jeweils einen turbulenten Luftstrom um einen entsprechenden Statorwickelkopf erzeugen.
Elektromotorsystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Auswuchtplatte jeweils radial symmetrisch sind und in Bezug aufeinander in Drehrichtung versetzt sind.