DE102022124453A1

DE102022124453A1 - Cooled slot body for a wound rotor

Info

Publication number: DE102022124453A1
Application number: DE102022124453.9A
Authority: DE
Inventors: Martin Kunkemoeller; Thomas Hurle; Elisabeth Hofmann
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2022-06-29
Filing date: 2022-09-23
Publication date: 2024-01-04
Also published as: DE102023103931A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung, umfassend einen Rotorkörper, welcher mehrere Nuten in axialer Richtung zur Aufnahme einer Wicklung ausbildet, Rotorpole, welche in radialer Richtung zwischen jeweils zwei der Nuten ausgebildet sind, Wicklungen, welche in den Nuten verlaufen und die Rotorpole umschließen, Nutverschlusselemente, welche die Nuten in radialer Richtung verschließen, mindestens einen Trennkörper, welcher in einer der Nuten in Umfangsrichtung zwischen zwei der Wicklungen angeordnet ist, wobei der Trennkörper einen sich in axialer Richtung erstreckenden, durchgängigen Kühlkanal umfasste, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist. Weiter umfasst die Erfindung eine elektrische Maschine.The invention relates to a rotor arrangement, comprising a rotor body which forms a plurality of slots in the axial direction to accommodate a winding, rotor poles which are formed in the radial direction between two of the slots, windings which run in the slots and enclose the rotor poles, slot closure elements, which close the grooves in the radial direction, at least one separating body which is arranged in one of the grooves in the circumferential direction between two of the windings, the separating body comprising a continuous cooling channel extending in the axial direction and through which a cooling medium can flow. The invention further includes an electrical machine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotoranordnung, umfassend einen Rotorkörper, welcher mehrere Nuten in axialer Richtung zur Aufnahme einer Wicklung ausbildet, Rotorpole, welche in radialer Richtung zwischen jeweils zwei der Nuten ausgebildet sind, Wicklungen, welche in den Nuten verlaufen und die Rotorpole umschließen, Nutverschlusselemente, welche die Nuten in radialer Richtung verschließen sowie mindestens einen Trennkörper, welcher in einer der Nuten in Umfangsrichtung zwischen zwei der Wicklungen angeordnet ist. Weiter betrifft die Erfindung eine Elektrische Maschine.The invention relates to a rotor arrangement, comprising a rotor body which forms a plurality of slots in the axial direction to accommodate a winding, rotor poles which are formed in the radial direction between two of the slots, windings which run in the slots and enclose the rotor poles, slot closure elements, which close the grooves in the radial direction and at least one separating body which is arranged in one of the grooves in the circumferential direction between two of the windings. The invention further relates to an electrical machine.

Bei Kraftfahrzeugen werden für den Antrieb verstärkt elektrische Maschinen eingesetzt, um Alternativen zu Verbrennungsmotoren zu schaffen, die fossile Brennstoffe benötigen. Um die Alltagstauglichkeit der Elektroantriebe zu verbessern und zudem den Benutzern den gewohnten Fahrkomfort bieten zu können, sind bereits erhebliche Anstrengungen unternommen worden.Electric machines are increasingly being used to drive motor vehicles in order to create alternatives to combustion engines that require fossil fuels. Significant efforts have already been made to improve the suitability of electric drives for everyday use and to offer users the usual driving comfort.

Bei der Entwicklung der insbesondere für E-Achsen oder Hybridmodule vorgesehenen elektrischen Maschinen besteht ein anhaltendes Bedürfnis daran, deren Leistungsdichten und Effizienz zu steigern und gleichzeitig die Herstellungskosten zu senken. In diesem Zusammenhang ist es auch bekannt, die elektrischen Maschinen als fremderregte Synchronmaschine (FSM) auszuführen. Bei FSM handelt es sich um eine spezielle Form der Synchronmaschine, bei welcher das magnetische Feld im Rotor nicht durch Permanentmagnete sondern durch Spulen erzeugt wird. Die Spulen werden häufig auch als Feld- oder Erregerspulen bezeichnet. Zur Bestromung der Spulen im drehenden Rotor muss die Stromzufuhr über geeignete Übertragereinrichtungen erfolgen.When developing electrical machines, particularly intended for e-axles or hybrid modules, there is a continuing need to increase their power densities and efficiency while at the same time reducing manufacturing costs. In this context, it is also known to design the electrical machines as separately excited synchronous machines (FSM). FSM is a special form of synchronous machine in which the magnetic field in the rotor is generated not by permanent magnets but by coils. The coils are often also referred to as field or excitation coils. To power the coils in the rotating rotor, the power must be supplied via suitable transformer devices.

Zwischen je zwei Erregerwicklungen eines Rotors können auf Grund des Herstellungsverfahrens Spalte entstehen. In diese Spalte werden insbesondere Stütz- oder Trennkörper gefügt, die die Spalte ganz oder zu großen Teilen ausfüllen. Besonders für Anwendungen mit hoher Drehzahl sichern die Trennkörper die Wicklungen der Erregerspulen im Fliehkraftfeld gegen unbeabsichtigte Bewegung. Die EP 1 494 335 B1 offenbart entsprechende Trennkörper zwischen benachbarten Erregerspulen. Die EP 1 494 335 B1 offenbart eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1.Due to the manufacturing process, gaps can arise between every two field windings of a rotor. In particular, supporting or separating bodies are inserted into this column, which fill the column completely or to a large extent. Particularly for applications with high speeds, the separating bodies secure the windings of the excitation coils in the centrifugal force field against unintentional movement. The EP 1 494 335 B1 discloses corresponding separating bodies between adjacent excitation coils. The EP 1 494 335 B1 discloses a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to the preamble of claim 1.

Insbesondere hinsichtlich gesteigerter Leistungsdichten und Effizienz ergibt sich die Notwendigkeit, den Rotor insbesondere auch bei FSM im Betrieb zu kühlen und thermische Energie abzuführen. Aus dem Stand der Technik sind bspw. luftgekühlte Rotoren oder fluidgekühlte Hohlwellen bekannt. Die DE10201822081 0A1 offenbart einen fluidgekühlten Rotor für eine elektrische Maschine sowie eine fremderregte Synchronmaschine (FSM) mit direkt oder verlustnah gekühlter Rotorwicklung. Eine fluidgekühlte Hohlwelle mit konischer Wandung ist in der EP3618241A1 offenbart.Especially with regard to increased power densities and efficiency, there is a need to cool the rotor during operation and to dissipate thermal energy, especially with FSM. For example, air-cooled rotors or fluid-cooled hollow shafts are known from the prior art. The DE10201822081 0A1 discloses a fluid-cooled rotor for an electrical machine and a separately excited synchronous machine (FSM) with a rotor winding cooled directly or close to loss. A fluid-cooled hollow shaft with a conical wall is in the EP3618241A1 disclosed.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nunmehr eine geeignete Vorrichtung für die Abfuhr thermischer Energie aus einem Rotor für eine fremderregte Synchronmaschine bereitzustellen, welche einen kompakten Aufbau und eine hohe Betriebssicherheit aufweist.The object of the present invention is now to provide a suitable device for dissipating thermal energy from a rotor for a separately excited synchronous machine, which has a compact structure and a high level of operational reliability.

Gemäß einem Aspekt umfasst eine Rotoranordnung einen Rotorkörper, welcher mehrere Nuten in axialer Richtung zur Aufnahme einer Wicklung ausbildet. Weiter umfasst der Rotorkörper Rotorpole, welche in radialer Richtung zwischen jeweils zwei der Nuten ausgebildet sind. Weiter umfasst der Rotorkörper Wicklungen, welche in den Nuten verlaufen und die Rotorpole umschließen. Weiter umfasst der Rotorkörper Nutverschlusselemente, welche die Nuten in radialer Richtung verschließen. Weiter umfasst der Rotorkörper mindestens einen Trennkörper, welcher in einer der Nuten in Umfangsrichtung zwischen zwei der Wicklungen angeordnet ist, wobei der Trennkörper einen sich in axialer Richtung erstreckenden, durchgängigen Kühlkanal umfasst, der von einem Kühlmedium durchströmbar ist.
Die vorteilhafte Wirkung des Aspekts liegt darin, dass Verlustleistung in Form von Wärme aufgrund der Kühlkanäle im Trennkörper möglichst nahe an ihrem Entstehungsort abgeführt werden kann. Weiter wird durch die Integration des Kühlkanals in den Trennkörper nur ein äußerst geringer Eingriff in die elektromagnetische Auslegung des Rotors vollzogen, im Gegensatz zu einer Kühlung zwischen den Nuten im Rotorkörper selbst.According to one aspect, a rotor arrangement comprises a rotor body which forms a plurality of grooves in the axial direction for receiving a winding. The rotor body further comprises rotor poles which are formed in the radial direction between two of the grooves. The rotor body also includes windings which run in the slots and enclose the rotor poles. The rotor body further comprises slot closure elements which close the slots in the radial direction. The rotor body further comprises at least one separating body, which is arranged in one of the grooves in the circumferential direction between two of the windings, the separating body comprising a continuous cooling channel extending in the axial direction and through which a cooling medium can flow.
The advantageous effect of this aspect is that power loss in the form of heat can be dissipated as close as possible to its point of origin due to the cooling channels in the separating body. Furthermore, the integration of the cooling channel into the separating body results in only an extremely small amount of intervention in the electromagnetic design of the rotor, in contrast to cooling between the grooves in the rotor body itself.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Kühlkanal in axialer Richtung einen konstanten Querschnitt auf. Weiter weist der Kühlkanal in axialer Richtung einen im Wesentlichen konstanten radialen Abstand zu einer Rotationsachse auf.
Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass durch die Ausgestaltung des Kühlkanals eine drehzahl- und drehrichtungsabhängige Pumpwirkung durch den Kühlkanal vermieden wird, da der Einlass als auch der Auslass des Kühlkanals im Trennkörper gleich beabstandet zur Rotationsachse sind.According to one embodiment, the cooling channel has a constant cross section in the axial direction. Furthermore, the cooling channel has a substantially constant radial distance from an axis of rotation in the axial direction.
The advantageous effect of the design is that the design of the cooling channel avoids a speed and direction of rotation-dependent pumping effect through the cooling channel, since the inlet and the outlet of the cooling channel in the separating body are equally spaced from the axis of rotation.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Querschnitt eine mäanderförmige Struktur auf. Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass derart die Oberfläche des Kühlkanals bezogen auf das Volumen des Kühlkanals vergrößert und somit eine bessere Entwärmung bzw. Abfuhr der Verlustleistung erfolgt. Im Vergleich zu bspw. einem zylindrischen Kühlkanal wird somit durch die mäanderförmige Struktur eine größere Oberfläche im Kühlkanal geschaffen.According to one embodiment, the cross section has a meandering structure. The advantageous effect of the design is that the surface of the cooling channel is increased in relation to the volume of the cooling channel and thus better heat dissipation or dissipation of power loss occurs. Compared to, for example, a cylindrical cooling channel, the meandering structure creates a larger surface area in the cooling channel.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die Rotoranordnung eine Rotorwelle, welche als Hohlwelle ausgebildet ist, und eine Öffnung in radialer Richtung zur Führung des Kühlmediums aufweist. Die Öffnung ist mit dem Kühlkanal zur Führung des Kühlmediums verbunden.
Vorteilhafterweise ist die Öffnung mit dem Kühlkanal über ein weiteres Bauteil, welches zusammen mit der Öffnung und dem Kühlkanal ein Kanalsystem ausbildet. Somit ist der Kühlkanal über das Kanalsystem an ein Kühlsystem angeschlossen. Besonders vorteilhaft ist der Kühlkanal an beiden Seiten über ein jeweiliges weiteres Bauteil an das Kühlsystem angeschlossen, so dass ein geschlossener Kühlreislauf gebildet ist.According to one embodiment, the rotor arrangement comprises a rotor shaft, which is designed as a hollow shaft and has an opening in the radial direction for guiding the cooling medium. The opening is connected to the cooling channel for guiding the cooling medium.
Advantageously, the opening with the cooling channel is via a further component, which forms a channel system together with the opening and the cooling channel. The cooling channel is therefore connected to a cooling system via the channel system. Particularly advantageously, the cooling channel is connected to the cooling system on both sides via a respective additional component, so that a closed cooling circuit is formed.

Gemäß einer Ausgestaltung umfasst der Trennkörper mehrere Kühlkanäle, welche radial oder in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind.
Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass derart eine bessere Entwärmung bzw. Abfuhr der Verlustleistung erfolgt. Ein weiterer Vorteil liegt darin begründet, dass durch mehrere beabstandete Kühlkanäle eine gleichmäßigere Entwärmung bzw. Abfuhr der Verlustleistung erfolgt.According to one embodiment, the separating body comprises a plurality of cooling channels which are spaced apart from one another radially or in the circumferential direction.
The advantageous effect of the design is that this results in better heat dissipation or dissipation of the power loss. Another advantage is that several spaced cooling channels ensure more uniform heat dissipation or dissipation of power loss.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das Nutverschlusselement und der Trennkörper integral verbunden.
Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass durch die integrale Verbindung das Nutverschlusselement und der Trennkörper als ein einziges Bauteil herstellbar sind. Somit wird die Komplexität der Rotoranordnung reduziert. Ein weiterer Vorteil liegt darin begründet, dass durch eine integrale Verbindung ein stabileres Bauteil bereitgestellt ist.According to one embodiment, the slot closure element and the separating body are integrally connected.
The advantageous effect of the design is that the slot closure element and the separating body can be produced as a single component due to the integral connection. This reduces the complexity of the rotor arrangement. Another advantage is that an integral connection provides a more stable component.

Gemäß einer Ausgestaltung ist ein Hohlraum in der Nut ausgebildet, welcher von einer der Wicklungen und dem Trennkörper begrenzt ist, wobei der Hohlraum ein Vergussmaterial aufweist.
Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass durch das Vergussmaterial in dem Hohlraum die thermische Anbindung der Wicklungen an den Trennkörper verbessert wird. Der Hohlraum ergibt sich fertigungsbedingt aus Bauteiltoleranzen von Wicklungen und Trennkörper.According to one embodiment, a cavity is formed in the groove, which is delimited by one of the windings and the separating body, the cavity having a potting material.
The advantageous effect of the design is that the casting material in the cavity improves the thermal connection of the windings to the separating body. The cavity results from manufacturing-related component tolerances of windings and separating bodies.

Gemäß einer Ausgestaltung ist das Kühlmedium eine Kühlflüssigkeit.According to one embodiment, the cooling medium is a cooling liquid.

Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass Kühlflüssigkeiten im Vergleich zu Gasen eine höhere Wärmekapazität und eine höhere thermische Leitfähigkeit haben und somit eine bessere Entwärmung bzw. Abfuhr der Verlustleistung ermöglichen. Insbesondere beinhaltet die Kühlflüssigkeit Öl und/oder Wasser.The advantageous effect of the design is that cooling liquids have a higher heat capacity and a higher thermal conductivity compared to gases and thus enable better heat dissipation or dissipation of power loss. In particular, the cooling liquid contains oil and/or water.

Gemäß einer Ausgestaltung ist der Rotorkörper als geblechtes Paket ausgeführt. Die vorteilhafte Wirkung der Ausgestaltung liegt darin, dass somit Wirbelstromverluste im Rotorkörper minimiert sind.According to one embodiment, the rotor body is designed as a laminated package. The advantageous effect of the design is that eddy current losses in the rotor body are minimized.

Gemäß einem Aspekt umfasst die Elektrische Maschine eine Rotoranordnung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Elektrische Maschine als fremderregte Synchromaschine ausgebildet ist.According to one aspect, the electrical machine comprises a rotor arrangement according to one of the preceding claims, wherein the electrical machine is designed as an externally excited synchronous machine.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using figures without restricting the general idea of the invention.

Es zeigen

1 eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine,
2 eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß 1 in einer zweiten Ausführungsform,
3 eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß 2 in einer dritten Ausführungsform,
4 eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß 3 in einer vierten Ausführungsform.

Show it

1 a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine,
2 a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to 1 in a second embodiment,
3 a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to 2 in a third embodiment,
4 a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to 3 in a fourth embodiment.

1 zeigt eine Rotoranordnung 1 für eine fremderregte Synchronmaschine, wobei der Schnitt in axialer Richtung außerhalb des Rotorkörpers 2 gelegt ist. Der Rotorkörper 2 ist in der vorliegenden Ausführungsform mittels eines Querpressverband auf der Rotorwelle 11 gefügt. Alternativ sind formschlüssige Welle-Nabe-Verbindungen wie Wellenprofile, insbesondere Keilwellenprofile als Alternative möglich. Ersichtlich ist eine Nut 3, welche sich in axialer Richtung im Rotorkörper 2 erstreckt. In der Nut sind Wicklungen 4 angeordnet, welche jeweils einen zwischen zwei Nuten 3 ausgebildeten Rotorpol 5 umschließen. Die Nut ist in radialer Richtung nach außen hin durch eine Nutverschlusselement 6 verschlossen, welches in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Rotorpolen 5 angeordnet ist. Die Rotorpole bilden in radialer Richtung je einen in Umfangsrichtung einer der Nuten zugewandten Anschlag aus. Je zwei der einer Nut zugewandten Anschläge bilden somit eine formschlüssige Aufnahme für das jeweilige Nutverschlusselement 6 aus. Die so ausgebildete formschlüssige Aufnahme sichert das Nutverschlusselement 6 gegen Fliehkräfte im Betrieb. In radialer Richtung nach Innen ist anschließend an das Nutverschlusselements 6 ein Trennkörper 7 derart in der Nut 3 angeordnet, dass dieser mittig zwischen zwei benachbarten Wicklungen 4 im Wesentlichen in radialer Richtung ausgerichtet ist. Der Trennkörper weist dabei zwei Seitenflächen auf, welche in Umfangsrichtung jeweils zu den Wicklungen 3 ausgerichtet sind und parallel zueinander sowie zu einer gedachten in radialer Richtung ausgerichteten Ebene sind. Der Trennkörper 7 ist dabei mit dem Nutverschlusselement 6 verbunden. In der dargestellten Ausführungsform handelt es sich um eine formschlüssige Verbindung, jedoch sind alternative auch kraft- oder stoffschlüssige Verbindungen sowie Kombinationen daraus möglich. In axialer Richtung bilden sich in dem Trennkörper 7 Kühlkanäle aus, die in Umfangsrichtung gleich beabstandet zu den Seitenflächen angeordnet sind und in radialer Richtung gleichmäßig beabstandet sind. Somit lässt sich eine gleichmäßige Entwärmung realisieren. Die Kühlkanäle 8 verlaufen über die komplette axiale Länge des Trennkörpers 7 und werden im Betrieb von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. Die Kühlkanäle sind dabei parallel zu einer nicht dargestellten Rotationsachse des Rotorkörpers 2 ausgerichtet. In Umfangsrichtung jeweils zwischen einer der Wicklungen 4 und dem Trennkörper 7 ist in der Nut 3 ein Hohlraum 9 ausgebildet, welcher mit einer Vergussmasse 10 gefüllt ist. Die Vergussmasse 10 erlaubt eine bessere thermische Anbindung von Wicklung 4 und Trennkörper 7. In der dargestellten Ausführungsform weisen die Kühlkanäle 8 einen rechteckigen Querschnitt auf. Alternativ sind auch andere Querschnittkonturen möglich, wie bspw. in 2 oder 4 dargestellt. 1 shows a rotor arrangement 1 for a separately excited synchronous machine, the section being placed in the axial direction outside the rotor body 2. In the present embodiment, the rotor body 2 is joined to the rotor shaft 11 by means of a transverse press fit. Alternatively, positive shaft-hub connections such as shaft profiles, in particular spline shaft profiles, are possible as an alternative. A groove 3 is visible, which extends in the axial direction in the rotor body 2. Windings 4 are arranged in the groove, each of which encloses a rotor pole 5 formed between two grooves 3. The groove is closed in the radial direction outwards by a groove closure element 6, which is arranged in the circumferential direction between two adjacent rotor poles 5. In the radial direction, the rotor poles each form a stop facing one of the grooves in the circumferential direction. Two of the stops facing a groove thus form a positive receptacle for the respective groove closure element 6. The form-fitting receptacle designed in this way secures the slot closure element 6 against centrifugal forces during operation. In the radially inward direction, a separating body 7 is arranged in the groove 3 next to the slot closure element 6 in such a way that it is aligned centrally between two adjacent windings 4 essentially in the radial direction. The separating body has two side surfaces, which are each aligned in the circumferential direction with respect to the windings 3 and are parallel to each other and to an imaginary plane aligned in the radial direction. The separating body 7 is connected to the slot closure element 6. The embodiment shown is a positive connection, but alternative non-positive or material connections and combinations thereof are also possible. In the axial direction, 7 cooling channels are formed in the separating body, which are arranged equally spaced from the side surfaces in the circumferential direction and are evenly spaced in the radial direction. This means that uniform heat dissipation can be achieved. The cooling channels 8 run over the entire axial length of the separating body 7 and are flowed through by a cooling liquid during operation. The cooling channels are aligned parallel to a rotation axis, not shown, of the rotor body 2. In the circumferential direction between one of the windings 4 and the separating body 7, a cavity 9 is formed in the groove 3, which is filled with a casting compound 10. The casting compound 10 allows a better thermal connection between the winding 4 and the separating body 7. In the embodiment shown, the cooling channels 8 have a rectangular cross section. Alternatively, other cross-sectional contours are also possible, such as in 2 or 4 shown.

2 zeigt eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß 1 in einer zweiten Ausführungsform. Die Ausführungsform unterscheidet sich zur Ausführungsform der 1 durch die Form der Kühlkanäle 8. Hier weisen die Kühlkanäle im Trennkörper 7 einen runden Querschnitt auf. 2 shows a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to 1 in a second embodiment. The embodiment differs from the embodiment 1 by the shape of the cooling channels 8. Here the cooling channels in the separating body 7 have a round cross section.

3 zeigt eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß 1 in einer dritten Ausführungsform. Die Ausführungsform unterscheidet sich zur Ausführungsform der 1 durch die Form der Kühlkanäle 8. Hier weisen die Kühlkanäle im Trennkörper 7 einen runden Querschnitt auf. Alternativ sind auch andere Querschnittkonturen möglich, wie bspw. in 1 oder 4 dargestellt. Ein weiterer Unterschied ist, dass der Trennkörper 7 integral mit dem Nutverschlusselement verbunden ist. 3 shows a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to 1 in a third embodiment. The embodiment differs from the embodiment 1 by the shape of the cooling channels 8. Here the cooling channels in the separating body 7 have a round cross section. Alternatively, other cross-sectional contours are also possible, such as in 1 or 4 shown. Another difference is that the separating body 7 is integrally connected to the slot closure element.

4 zeigt eine Rotoranordnung für eine fremderregte Synchronmaschine gemäß 3 in einer vierten Ausführungsform. Die Ausführungsform unterscheidet sich zur Ausführungsform der 1 durch die Anzahl und Form des Kühlkanals 8. Der einzige Kühlkanal weist einen mäanderförmigen Querschnitt auf welcher sich in radialer sowie in Umfangsrichtung erstreckt. Alternativ sind auch andere Querschnittkonturen möglich, wie bspw. in 1 oder 4 dargestellt. Ein weiterer Unterschied ist, dass der Trennkörper 7 integral mit dem Nutverschlusselement verbunden ist. 4 shows a rotor arrangement for a separately excited synchronous machine according to 3 in a fourth embodiment. The embodiment differs from the embodiment 1 by the number and shape of the cooling channel 8. The single cooling channel has a meandering cross section which extends in the radial and circumferential directions. Alternatively, other cross-sectional contours are also possible, such as in 1 or 4 shown. Another difference is that the separating body 7 is integrally connected to the slot closure element.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.The invention is not limited to the embodiments shown in the figures. The foregoing description is therefore not to be viewed as limiting but rather as illustrative. The following patent claims are to be understood as meaning that a stated feature is present in at least one embodiment of the invention. This does not exclude the presence of other features. If the patent claims and the above description define 'first' and 'second' features, this designation serves to distinguish two similar features without establishing a ranking.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: RotorandornungRotor arrangement
22: RotorkörperRotor body
33: NutNut
44: Wicklungwinding
55: Rotorpolrotor pole
66: NutverschlusselementSlot closure element
77: Trennkörperseparator
88th: KühlkanalCooling channel
99: Hohlraumcavity
1010: VergussmaterialPotting material
1111: RotorwelleRotor shaft

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1494335 B1 [0004]
DE 102018220810 A1 [0005]
EP 3618241 A1 [0005]

Claims

Rotor arrangement (1), comprising - a rotor body (2), which forms a plurality of slots (3) in the axial direction for receiving a winding (4), - rotor poles (5), which are formed in the radial direction between two of the slots (3). are, - windings (4), which run in the slots (3) and enclose the rotor poles (5), - slot closure elements (6), which close the slots (3) in the radial direction, - at least one separating body (7), which in one of the grooves (3) in the circumferential direction between two of the windings (4), characterized in that - the separating body (7) comprised an axially extending, continuous cooling channel (8) through which a cooling medium can flow.

Rotor arrangement (1). Claim 1 , wherein the cooling channel (8) has a constant cross section in the axial direction and has a substantially constant radial distance from an axis of rotation in the axial direction.

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the cross section has a meandering structure.

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, comprising a rotor shaft (11), which is designed as a hollow shaft and has an opening in the radial direction for guiding the cooling medium, the opening being connected to the cooling channel (8) for guiding the cooling medium .

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the separating body (7) comprises a plurality of cooling channels (8) which are spaced apart from one another radially or in the circumferential direction.

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the slot closure element (6) and the separating body (7) are integrally connected.

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein a cavity is formed in the groove (3), which is delimited by one of the windings (4) and the separating body (7), the cavity (9) being a potting material (10). having.

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the cooling medium is a cooling liquid.

Rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the rotor body (2) is designed as a laminated package.

Electrical machine comprising a rotor arrangement (1) according to one of the preceding claims, wherein the electrical machine is designed as an externally excited synchronous machine.