DE102021210756A1 - Rotor for electric rotating machine, electric rotating machine, nacelle propulsion and watercraft - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Rotor (1) für eine elektrische rotierende Maschine (38) mit einer Welle (4) und einem ringförmigen, am Außenumfang der Welle (4) befestigten magnetfeldführenden Rotorelement (3), das eine Vielzahl von aus einzelnen Elektroblechen (6) geschichteten Teilblechpaketen (5) aufweist, die in Umfangsrichtung (U) gleichmäßig verteilt, in Axialrichtung (A) in Reihen angeordnet und formschlüssig an der Welle (4) gehalten sind, wobei die Teilblechpakete (5) mit Permanentmagneten (12) versehen sind, die in Umfangsrichtung (U) benachbart zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Teilblechpaket (5) zumindest umfänglich, insbesondere allseitig mit einer metallischen Schicht (44) beschichtet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische rotierende Maschine (38) mit mindestens einem solchen Rotor (1), einen Gondelantrieb (37) mit zumindest einer solchen elektrischen rotierenden Maschine (38) und ein Wasserfahrzeug (36) mit zumindest einem solchen Gondelantrieb (37).The invention relates to a rotor (1) for an electric rotating machine (38) with a shaft (4) and an annular rotor element (3) which guides the magnetic field and is fastened to the outer circumference of the shaft (4) and which has a large number of individual electrical laminations (6) layered partial laminated cores (5) which are evenly distributed in the circumferential direction (U), arranged in rows in the axial direction (A) and held on the shaft (4) in a form-fitting manner, the partial laminated cores (5) being provided with permanent magnets (12) which are arranged adjacent to one another in the circumferential direction (U), characterized in that each partial laminated core (5) is coated at least circumferentially, in particular on all sides, with a metallic layer (44). The invention also relates to an electric rotating machine (38) with at least one such rotor (1), a gondola drive (37) with at least one such electric rotating machine (38) and a watercraft (36) with at least one such gondola drive (37).
Description
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine elektrische rotierende Maschine mit einer Welle und einem ringförmigen, am Außenumfang der Welle befestigten magnetfeldführenden Rotorelement, das eine Vielzahl von aus einzelnen Elektroblechen geschichteten Teilblechpaketen aufweist, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, in Axialrichtung in Reihen angeordnet und formschlüssig an der Welle gehalten sind, wobei die Teilblechpakete mit Permanentmagneten versehen sind, die in Umfangsrichtung benachbart zueinander angeordnet sind. Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische rotierende Maschine mit mindestens einem solchen Rotor, einen Gondelantrieb mit zumindest einer solchen elektrischen rotierenden Maschine und ein Wasserfahrzeug mit zumindest einem solchen Gondelantrieb.The invention relates to a rotor for an electrical rotating machine with a shaft and an annular rotor element, which guides the magnetic field and is attached to the outer circumference of the shaft, which has a large number of laminated part stacks made up of layers of individual electrical laminations, which are evenly distributed in the circumferential direction, arranged in rows in the axial direction and are connected in a form-fitting manner the shaft are held, wherein the partial laminated cores are provided with permanent magnets which are arranged adjacent to each other in the circumferential direction. Furthermore, the invention relates to an electrical rotating machine with at least one such rotor, a nacelle drive with at least one such electrical rotating machine and a watercraft with at least one such nacelle drive.
Elektrische rotierende Maschinen werden im Schiffsbereich unter anderem für sogenannte Gondelantriebe eingesetzt, die auch als Ruderpropeller bezeichnet werden. Kennzeichnendes Kernmerkmal solcher Gondelantriebe ist ein schlankes Design geringen Außendurchmessers eines den Elektromotor aufnehmenden Maschinengehäuses, um ein optimales hydrodynamisches Verhalten bei gleichzeitig hoher Drehmomentdichte zu erzielen. Hierbei erweist sich der vergleichsweise geringe Außendurchmesser des magnetfeldführenden Rotorelements des Elektromotors als nachteilig, da zur Momentenerzeugung das Rotorelement stark verlängert werden muss, wodurch sich die elektrischen Verluste erhöhen. Zur weiteren Kompensation solcher Verluste wird bei Gondelantrieben häufig auf Permanentmagneterregung gesetzt. Das hierfür erforderliche Rotordesign ist allerdings ein maßgeblicher Kostenfaktor. Zudem werden die physikalischen Grenzen des Magnetsystems schnell erreicht. Beispielhaft sei in diesem Zusammenhang auf die in der
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rotor der eingangs genannten Art, eine elektrische rotierende Maschine mit mindestens einem solchen Rotor, einen Gondelantrieb mit zumindest einer solchen elektrischen rotierenden Maschine sowie ein Wasserfahrzeug mit zumindest einem solchen Gondelantrieb zu schaffen, die einen verbesserten Aufbau aufweisen. Insbesondere wird eine merkliche Kostenreduktion und/oder eine Erhöhung der Leistungsparameter angestrebt.Proceeding from this state of the art, it is an object of the present invention to create a rotor of the type mentioned at the outset, an electrical rotating machine with at least one such rotor, a nacelle drive with at least one such electrical rotating machine and a watercraft with at least one such nacelle drive , which have an improved structure. In particular, a noticeable reduction in costs and/or an increase in the performance parameters is sought.
Zur Lösung dieser Aufgabe schafft die vorliegende Erfindung einen Rotor der eingangs genannten Art, der dadurch gekennzeichnet ist, dass jedes Teilblechpaket zumindest umfänglich, insbesondere allseitig mit einer metallischen Schicht beschichtet ist, wobei die metallische Schicht das Teilblechpaket bevorzugt vollständig bedeckt. Dank einer solchen metallischen Beschichtung wird die Wärmeabgabe der Teilblechpakete nach außen deutlich verbessert, was zu einer Verringerung der maximalen Temperatur der Teilblechpakete während des Rotorbetriebs führt. Aufgrund des geringeren Temperaturniveaus können deutlich preiswertere Permanentmagnete einer geringeren Temperaturklasse eingesetzt werden. Alternativ lässt sich der Rotor bei höheren Temperaturen einsetzen, wenn die Temperaturklasse des Magnetmaterials nicht verändert wird.To solve this problem, the present invention provides a rotor of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that each partial laminated core is coated at least circumferentially, in particular on all sides, with a metallic layer, the metallic layer preferably completely covering the partial laminated core. Thanks to such a metallic coating, the heat dissipation of the partial laminated cores to the outside is significantly improved, which leads to a reduction in the maximum temperature of the partial laminated cores during rotor operation. Due to the lower temperature level, significantly cheaper permanent magnets in a lower temperature class can be used. Alternatively, the rotor can be used at higher temperatures if the temperature class of the magnet material is not changed.
Vorteilhaft handelt es sich bei der metallischen Schicht um eine korrosionsbeständige Schicht, insbesondere um eine auf Zink basierende metallische Schicht. Damit kann neben einer verbesserten Wärmeabfuhr gleichzeitig ein Korrosionsschutz für die Teilblechpakete bereitgestellt werden.The metallic layer is advantageously a corrosion-resistant layer, in particular a zinc-based metallic layer. In this way, in addition to improved heat dissipation, protection against corrosion for the partial laminated cores can be provided at the same time.
Bevorzugt weist jedes Teilblechpaket an seiner radial äußeren Fläche eine harzbasierte Beschichtung auf, insbesondere eine auf Epoxidharz basierende Beschichtung, die bevorzugt unmittelbar auf die metallische Schicht aufgetragen ist. Eine solche harzbasierte Beschichtung dient als Isolationsschicht.Each partial laminated core preferably has a resin-based coating on its radially outer surface, in particular a coating based on epoxy resin, which is preferably applied directly to the metallic layer. Such a resin-based coating serves as an insulating layer.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung und jedes Teilblechpaket axial auf die Welle aufgeschoben ist an seiner radial inneren Fläche zumindest in denjenigen Bereichen, die in unmittelbarem Kontakt mit der Welle stehen, mit einer Gleitbeschichtung versehen. Eine solche Gleitbeschichtung erleichtert zum einen die Montage der Teilblechpakete während des Aufschiebens auf den Rotor. Zum anderen schützt die Gleitbeschichtung die darunter angeordnete metallische Schicht während der Montage der Teilblechpakete. Die Gleitbeschichtung kann Teflon® aufweisen, um nur ein Beispiel zu nennen. Der Auftrag kann sprühend erfolgen.According to one embodiment of the present invention, each laminated core stack is pushed axially onto the shaft and is provided with a sliding coating on its radially inner surface, at least in those areas that are in direct contact with the shaft. On the one hand, such a sliding coating facilitates the assembly of the partial laminated cores while being pushed onto the rotor. On the other hand, the anti-friction coating protects the metallic layer underneath during the assembly of the partial laminated cores. The anti-friction coating may include Teflon® to name just one example. The application can be done by spraying.
Vorteilhaft sind die Permanentmagnete jeweils paarweise V-förmig angeordnet, wobei jedes Teilblechpaket bevorzugt zumindest zwei Permanentmagneten, insbesondere zumindest vier Permanentmagneten aufweist, die in Umfangsrichtung unter Ausbildung V-förmiger Anordnungen benachbart zueinander angeordnet sind. Dank einer solchen V-Magnetanordnung, bei der jeweils der Nord- und Südpol in der Mitte aufgeteilt und die Permanentmagnete in einem definierten Winkel angestellt sind, sind die Einzelverluste der Permanentmagnete, wenn die Magnetabmessungen einer herkömmlichen Rotorbauweise in Breite und Höhe in Summe übernommen werden, geringer als bei der herkömmlichen Rotorbauweise. Damit wird eine physikalisch bedingte kritische Magnetbreite bei der Herstellung der Permanentmagneten vermieden. Da das Gesamtvolumen der Magnete gleichbleibt, lediglich aufgeteilt wird, ist stets gewährleistet, dass man sich herstellungstechnisch bezogen auf die Abmessungen in unkritischen Bereichen bewegt. Bei einer Leistungssteigerung eines Rotors, der nach der herkömmlichen Rotorbauweise aufgebaut ist, würde hingegen die Gefahr einer deutlich erhöhten Ausschussrate bei der Herstellung der Permanentmagnete bestehen. Weiterhin ist durch die V-Anordnung eine gegenüber der herkömmlichen Rotorbauweise verbesserte Kühlung der Magnete in der Form gewährleistet, dass diese gleichmäßiger über das Gesamtvolumen des Rotorelements gekühlt werden. Somit ist es auch Dank der V-Anordnung möglich, kostengünstigeres Magnetmaterial infolge geringerer Temperaturniveaus zu verwenden. Alternativ lässt sich der Rotor bei höheren Temperaturen einsetzen. Durch die Erhöhung des magnetischen Flusses und die insgesamt höhere thermische Ausnutzung können zudem 15% der Gesamtlänge des magnetfeldführenden Rotorelementes eingespart werden. Dies führt zu erheblichen Kosten- und Gewichtseinsparungen gegenüber der herkömmlichen Rotorbauweise. Anders ausgedrückt bedeutet dies aber auch, dass im Vergleich zur herkömmlichen Rotorbauweise bei gleichbleibendem Bauvolumen ein höheres Moment erzeugt werden kann. Damit steigt die Drehmomentdichte um 15%. Dies ermöglicht eine ganz neue Flexibilität in Bezug auf die Rotorgestaltung. Gleichzeitig kann die Gesamtjochhöhe verglichen mit der herkömmlichen Rotorbauweise reduziert werden.The permanent magnets are advantageously arranged in pairs in a V-shape, with each partial laminated core preferably having at least two permanent magnets, in particular at least four permanent magnets has magnets, which are arranged adjacent to one another in the circumferential direction to form V-shaped arrangements. Thanks to such a V magnet arrangement, in which the north and south poles are divided in the middle and the permanent magnets are set at a defined angle, the individual losses of the permanent magnets are, if the magnet dimensions of a conventional rotor design in width and height are taken over in total, lower than with the conventional rotor design. This avoids a physically conditioned critical magnet width in the manufacture of the permanent magnets. Since the total volume of the magnets remains the same, it is only divided, it is always guaranteed that the dimensions are not critical in terms of manufacturing technology. On the other hand, with an increase in the performance of a rotor that is constructed according to the conventional rotor design, there would be the risk of a significantly increased reject rate in the production of the permanent magnets. Furthermore, the V-arrangement ensures improved cooling of the magnets compared to the conventional rotor design in that they are cooled more evenly over the entire volume of the rotor element. Thanks to the V arrangement, it is therefore also possible to use less expensive magnet material as a result of the lower temperature levels. Alternatively, the rotor can be used at higher temperatures. Due to the increase in the magnetic flux and the overall higher thermal utilization, 15% of the total length of the rotor element that guides the magnetic field can also be saved. This leads to significant cost and weight savings compared to the conventional rotor design. In other words, this also means that compared to the conventional rotor design, a higher torque can be generated with the same construction volume. This increases the torque density by 15%. This enables a whole new level of flexibility in terms of rotor design. At the same time, the overall yoke height can be reduced compared to the conventional rotor design.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind an jedem Teilblechpaket zwei amagnetische Endplatten vorgesehen, die mechanisch miteinander verspannt sind, wobei die Permanentmagneten in durch in den Elektroblechen vorgesehene Aussparungen ausgebildete Aufnahmeräume eingeschoben und in diesen mit einem Vergussmaterial fixiert sind. Auf diese Weise wird ein einfacher und preiswerter Aufbau realisiert.According to one embodiment of the present invention, two non-magnetic end plates are provided on each partial laminated core, which are mechanically braced with one another, the permanent magnets being pushed into receiving spaces formed by recesses provided in the electrical steel sheets and being fixed in them with a casting material. In this way, a simple and inexpensive construction is realized.
Vorteilhaft weist jedes Teilblechpaket sich axial durch das Teilblechpaket hindurch erstreckende Kühlkanäle auf. Diese sind insbesondere derart positioniert, dass sie außerhalb des durch die Permanentmagneten erzeugten Magnetfeldes gelegen sind, also derart, dass sie keine Einschnürung der Magnetfeldlinien verursachen. Durch die Kühlkanäle kann ein Kühlmedium geleitet werden, beispielsweise Kühlluft, um auf diese Weise die Betriebstemperatur weiter herabzusetzen, was mit den zuvor bereits beschriebenen Vorteilen einhergeht.Each partial laminated core advantageously has cooling ducts which extend axially through the partial laminated core. In particular, these are positioned in such a way that they are located outside of the magnetic field generated by the permanent magnets, ie in such a way that they do not cause the magnetic field lines to become constricted. A cooling medium, for example cooling air, can be conducted through the cooling channels in order in this way to further reduce the operating temperature, which is accompanied by the advantages already described above.
Bevorzugt weist zumindest ein Kühlkanal ein in diesen eingesetztes Turbulatorelement auf. Derartige Turbulatorelemente bewirken eine merkliche Verbesserung der Kühlleistung durch Verwirbelung des Kühlmediums. Das Turbulatorelement kann beispielsweise eine Spiralform aufweisen, die dem durch den Kühlkanal strömenden Kühlmedium einen Drall verleiht. So kann das Turbulatorelement als spiralförmig gebogener Blechstreifen ausgebildet sein, um nur ein Beispiel zu nennen. Bevorzugt ist das Turbulatorelement als separates Bauteil hergestellt, so dass es bedarfsgerecht in den Kühlkanal eingeschoben oder alternativ auch weggelassen werden kann. Eine Fixierung des Turbulatorelementes innerhalb des Kühlkanals ist nicht zwingend erforderlich.At least one cooling channel preferably has a turbulator element inserted into it. Such turbulator elements bring about a noticeable improvement in the cooling performance by swirling the cooling medium. The turbulator element can have a spiral shape, for example, which imparts a twist to the cooling medium flowing through the cooling channel. The turbulator element can be designed as a sheet metal strip bent in a spiral shape, to name just one example. The turbulator element is preferably produced as a separate component, so that it can be inserted into the cooling channel as required or, alternatively, can also be omitted. A fixation of the turbulator element within the cooling channel is not absolutely necessary.
Gemäß einer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind Kühlkanäle vorgesehen, die von zwei benachbart angeordneten Teilblechpaketen gemeinsam gebildet werden. Auf diese Weise kann die zur Verfügung stehende Fläche der Elektrobleche optimal ausgenutzt werden.According to one embodiment of the present invention, cooling channels are provided, which are formed jointly by two adjacently arranged partial laminated cores. In this way, the available surface area of the electrical steel sheets can be optimally utilized.
Vorteilhaft sind Wandbereiche zumindest einiger Kühlkanäle mit einer Strukturierung versehen sind, insbesondere mit einer wellenartigen Strukturierung, durch welche die Oberfläche der Wandbereiche gegenüber glatten Wandbereichen vergrößert und damit die Kühlleistung verbessert wird.Wall areas of at least some cooling channels are advantageously provided with a structure, in particular with a wave-like structure, through which the surface of the wall areas is enlarged compared to smooth wall areas and the cooling capacity is thus improved.
Bevorzugt ist die Oberfläche der Welle zur Vergrößerung der Oberfläche mit einer Vielzahl von Rillen versehen, womit ebenfalls eine erhöhte Kühlleistung einhergeht.The surface of the shaft is preferably provided with a large number of grooves to increase the surface area, which is also associated with an increased cooling capacity.
Ferner schafft die vorliegende Erfindung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe eine elektrische rotierende Maschine mit mindestens einem Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Furthermore, the present invention provides an electrical rotating machine with at least one rotor according to one of the preceding claims to achieve the object mentioned in the introduction.
Zudem schafft die vorliegende Erfindung einen Gondelantrieb mit zumindest einer erfindungsgemäßen elektrischen rotierenden Maschine.In addition, the present invention creates a nacelle drive with at least one electric rotating machine according to the invention.
Darüber hinaus schafft die vorliegende Erfindung ein Wasserfahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäßen Gondelantrieb.In addition, the present invention creates a watercraft with at least one gondola drive according to the invention.
Schließlich schafft die vorliegende Erfindung ein Wasserfahrzeug mit zumindest einem erfindungsgemäßen Gondelantrieb.Finally, the present invention creates a watercraft with at least one gondola drive according to the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung deutlich. Darin ist
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Rotors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
2 eine perspektivische Ansicht eines Teilblechpakets des in1 gezeigten Rotors; -
3 eine Vorderansicht des in2 gezeigten Teilblechpakets; -
4 eine Rückansicht des in2 gezeigten Teilblechpakets; -
5 eine Vorderansicht analog zu4 , bei der eine Abdeckplatte abgenommen ist; -
6 eine Vorderansicht eines Ausschnitts des in1 gezeigten Rotors; -
7 eine perspektivische Ansicht des in6 gezeigten Ausschnitts; -
8 eine perspektivische Längsschnittansicht eines Ausschnitts des in1 gezeigten Rotors; -
9 eine perspektivische Längsschnittansicht eines Ausschnitts einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rotors; -
10 eine Vorderansicht eines Ausschnitts des in1 gezeigten Rotors, der an seiner vorderen Stirnseite mit einem Radialventilator ausgeführt ist; -
11 eine perspektivische Teilansicht des Rotors im Bereich des Radialventilators; -
12 eine Vorderansicht eines Teilblechpakets gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; -
13 eine perspektivische Ansicht eines Turbulators; -
14 eine perspektivische Ansicht des in12 gezeigten Teilblechpakets; -
15 eine Längsschnittansicht eines Teilbereiches einer Welle gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und -
16 eine schematische Seitenansicht eines Wasserfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, das eine elektrische rotierende Maschine mit einem in1 gezeigten Rotor aufweist.
-
1 a perspective view of a rotor according to a first embodiment of the present invention; -
2 a perspective view of a partial laminated core of the in1 shown rotor; -
3 a front view of the in2 partial laminated core shown; -
4 a rear view of the in2 partial laminated core shown; -
5 a front view analogous to4 , in which a cover plate is removed; -
6 a front view of a section of the in1 shown rotor; -
7 a perspective view of the in6 shown section; -
8th a perspective longitudinal sectional view of a section of the in1 shown rotor; -
9 a perspective longitudinal sectional view of a detail of an alternative embodiment of a rotor according to the invention; -
10 a front view of a section of the in1 shown rotor, which is designed at its front end with a radial fan; -
11 a perspective partial view of the rotor in the area of the centrifugal fan; -
12 a front view of a partial laminated core according to a second embodiment of the present invention; -
13 a perspective view of a turbulator; -
14 a perspective view of the in12 partial laminated core shown; -
15 a longitudinal sectional view of a portion of a shaft according to a second embodiment of the present invention; and -
16 a schematic side view of a watercraft according to an embodiment of the present invention, having an electric rotating machine with an in1 rotor shown.
Die
Der zuvor beschriebene Rotor 1 zeichnet sich dadurch aus, dass Dank der V-Magnetanordnung, bei der jeweils der Nord- und Südpol in der Mitte aufgeteilt und die Permanentmagnete 12 in einem definierten Winkel angestellt sind, die Einzelverluste der Permanentmagnete 12 sehr gering sind. Damit wird eine physikalisch bedingte kritische Magnetbreite bei der Herstellung der Permanentmagneten 12 vermieden. Weiterhin ist durch die V-Anordnung eine sehr gute Kühlung der Permanentmagnete 12 in der Form gewährleistet, dass diese gleichmäßiger über das Gesamtvolumen des magnetfeldführenden Rotorelements 3 gekühlt werden. Zudem wird Dank der metallischen Schicht 44 sowie der Kühlkanäle 30, 47, 50, durch die während des Betriebs Kühlluft geleitet wird, entstehende Wärme gut abgeführt. Somit ist es möglich, kostengünstiges Magnetmaterial infolge geringer Temperaturniveaus zu verwenden. Alternativ lässt sich der Rotor 1 bei höheren Temperaturen einsetzen. Durch den hohen magnetischen Fluss und die insgesamt hohe thermische Ausnutzung kann das magnetfeldführende Rotorelement 3 vergleichsweise kurz ausgebildet werden. Dies führt zu geringen Kosten. Bei längerer Ausbildung kann ein entsprechend hohes Moment erzielt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Spannbolzen 9 nicht separat isoliert werden müssen, da diese direkt beim Verguss der Permanentmagnete isoliert werden. Auch werden bei der Herstellung des Rotors 1 nur vergleichsweise wenige Einzelteile und viele Standardteile eingesetzt, was ebenfalls zu einer Reduzierung der Kosten beiträgt. Dank der Tatsache, dass die Abdeckplatten aus nichtleitendem Material hergestellt sind, treten an dieser Stelle keine Verluste auf.The rotor 1 described above is characterized in that thanks to the V-magnet arrangement, in which the north and south poles are divided in the middle and the
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den durch die beiliegenden Ansprüche definierten Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples and other variations may be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.
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- EP 3629446 A1 [0002]EP 3629446 A1 [0002]
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Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008301610A (en) | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toyota Motor Corp | Rotating electric machine |
DE102009050090A1 (en) | 2009-10-20 | 2011-04-21 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Arrangement i.e. cooling arrangement, for use in electric motor, has turbulator arranged within cooling channel, where multiple coil springs are used as turbulator into cooling channel and plugged into each other |
DE102015016584A1 (en) | 2015-12-19 | 2016-08-18 | Daimler Ag | Method for manufacturing a stator and stator |
DE102016000985A1 (en) | 2016-01-29 | 2016-09-29 | Daimler Ag | Method for producing an electric machine and electric machine |
DE102016203945A1 (en) | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator device for an electrical machine and method for its production |
EP3297129A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for an electric rotating machine |
DE102018121203A1 (en) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Thyssenkrupp Ag | Cooling device, motor housing and motor unit |
EP3629446A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for a rotating electric machine with improved cooling and magnetic flux |
DE102019204960A1 (en) | 2019-04-08 | 2020-10-08 | Audi Ag | Rotor for an electric machine |
DE102019206011A1 (en) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Stator of an electrical machine |
CN212588225U (en) | 2020-08-03 | 2021-02-23 | 安徽威灵汽车部件有限公司 | Motor, motor casing and vehicle |
EP3859942A1 (en) | 2020-02-03 | 2021-08-04 | ABB Schweiz AG | Electrical machine with cooling capability |
EP3859953A1 (en) | 2020-01-31 | 2021-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Laminated core for an electric rotating machine |
-
2021
- 2021-09-27 DE DE102021210756.7A patent/DE102021210756A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008301610A (en) | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Toyota Motor Corp | Rotating electric machine |
DE102009050090A1 (en) | 2009-10-20 | 2011-04-21 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Arrangement i.e. cooling arrangement, for use in electric motor, has turbulator arranged within cooling channel, where multiple coil springs are used as turbulator into cooling channel and plugged into each other |
DE102015016584A1 (en) | 2015-12-19 | 2016-08-18 | Daimler Ag | Method for manufacturing a stator and stator |
DE102016000985A1 (en) | 2016-01-29 | 2016-09-29 | Daimler Ag | Method for producing an electric machine and electric machine |
DE102016203945A1 (en) | 2016-03-10 | 2017-09-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Stator device for an electrical machine and method for its production |
EP3297129A1 (en) | 2016-09-14 | 2018-03-21 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for an electric rotating machine |
DE102018121203A1 (en) | 2018-08-30 | 2020-03-05 | Thyssenkrupp Ag | Cooling device, motor housing and motor unit |
EP3629446A1 (en) | 2018-09-26 | 2020-04-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor for a rotating electric machine with improved cooling and magnetic flux |
DE102019204960A1 (en) | 2019-04-08 | 2020-10-08 | Audi Ag | Rotor for an electric machine |
DE102019206011A1 (en) | 2019-04-26 | 2020-10-29 | Robert Bosch Gmbh | Stator of an electrical machine |
EP3859953A1 (en) | 2020-01-31 | 2021-08-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Laminated core for an electric rotating machine |
EP3859942A1 (en) | 2020-02-03 | 2021-08-04 | ABB Schweiz AG | Electrical machine with cooling capability |
CN212588225U (en) | 2020-08-03 | 2021-02-23 | 安徽威灵汽车部件有限公司 | Motor, motor casing and vehicle |
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