KR102081008B1 - 전기 기계를 위한 냉각 시스템 - Google Patents

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콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
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Abstract

본 발명은 전기 기계(1)를 위한 냉각 시스템에 관한 것이다. 냉각 시스템은 적어도 하나의 단부 실드(10, 11) 및 적어도 하나의 냉각수 분배기 판(12, 13)을 포함하며, 여기에서 단부 실드(10, 11) 및 냉각수 분배기 판(12, 13)은 냉각 채널(14)을 함께 형성하도록 구성된다. 냉각 채널(14)은, 전기 기계(1)의 회전의 축(D)에 평행하여 연장되는, 복수의 수평 냉각 채널 구획(15, 16), 전기 기계(1)의 회전의 축(D)에 수직으로 연장되는, 복수의 수직 냉각 채널 구획(17), 및 전기 기계(1)의 회전의 축(D) 주위로 연장되는, 복수의 방사형 냉각 채널 구획(24, 27)을 포함한다. 3개의 상이한 냉각 채널 구획(15, 16)은 냉각 채널(14)이, 적어도 몇몇 영역에서, 3-차원 사행 프로파일을 갖도록 하는 방식으로 서로 연결된다.

Description

전기 기계를 위한 냉각 시스템
본 발명은 전기 기계, 특히, 전기 모터, 예를 들면, 비동기식 모터 또는 동기식 모터를 위한 냉각 시스템에 관한 것이다.
이러한 전기 기계는 매우 다양한 구동 태스크를 위해 요구되며, 와전류 손실 또는 구리 손실과 같은 전기적 손실로 인해 그것의 동작 동안 열 손실을 발생시킨다. 전기 기계에서, 하나의 전력-제한 인자는 발생된 열 손실의 소산의 품질이다. 특히 전기 기계 내에서 높은 온도를 겪는 부분이 냉각 매체에 의해 직접 냉각되지 않는 설계의 경우에, 사용되는 활동량의 이용은 최적이 아닌 몇몇 상황하에 있다. 전기 기계 내에서의 열의 소산이 문제가 될 수 있는 특수한 구역은 특히 전기 기계의 회전자 및 고정자 권선 헤드이다.
전기 기계가 기체 또는 액체 매질을 사용하여 냉각된다는 것이 알려져 있다. 공기는 통상적으로 기체 매질로서 사용되며, 물은 통상적으로 액체 매질로서 사용되고, 여기에서, 액체-형 냉각의 경우에, 전기 기계는 일반적으로 냉각 재킷에 의해 냉각된다. 전기 기계는 뿐만 아니라 자체-냉각되거나 또는 외부 냉각될 수 있다.
본 발명의 목적은 도입부에 언급된 유형의 냉각 시스템을 제공하는 것이며, 이것은 전기 기계의, 특히 그 권선 헤드의 개선된 냉각을 허용한다.
상기 목적은 독립 특허 청구항의 주제에 의해 달성된다. 종속 청구항, 다음의 설명 및 도면은 유리한 실시예에 관한 것이다.
청구항 1에 따른 전기 기계를 위한 본 발명에 따른 냉각 시스템은 적어도 하나의 베어링 브래킷(bearing bracket) 및 적어도 하나의 냉각수 분배기 판을 포함한다. 상기 베어링 브래킷 및 상기 냉각수 분배기 판은 공동으로 냉각 채널을 형성하도록 설계된다. 이러한 목적을 위해, 상기 냉각 채널은 각각의 경우에 다수의 상이하게 작동하는 냉각 채널 구획(cooling channel section), 구체적으로 전기 기계의 회전의 축에 평행하여 작동하는 다수의 수평 냉각 채널 구획, 전기 기계의 회전의 축에 수직하여 작동하는 다수의 수직 냉각 채널 구획, 및 전기 기계의 회전의 축 주위에서 작동하는 다수의 방사형 냉각 채널 구획을 포함한다. 여기에서, 3개의 상이한 냉각 채널 구획은 상기 냉각 채널이 적어도 영역에서 3-차원 사행 프로파일을 갖도록 서로 인접해 있다.
상기 3-차원 사행 프로파일은 예를 들면 상기 상이한 냉각 채널 구획의 다음의 시퀀스에 의해 실현될 수 있다: 제1 방사형 냉각 구획은, 예를 들면, 전기 기계의 회전자의 영역에서 방사상으로 보여지는 바와 같이, 상기 회전의 축 주위에서 특정한 거리를 작동하며, 예를 들면 상기 고정자의 권선 헤드 영역까지 방사상 바깥쪽으로 움직이며 예를 들면 상기 권선 헤드의 축 방향으로 연장되는 제1 수평 냉각 구획으로 이행하는, 제1 수직 구획으로 이행한다. 상기 수평 구획은 제2 방사형 냉각 구획으로 이행하며, 이것은 상기 제1 방사형 냉각 구획에 대하여 방사상으로 및 축방향으로 오프셋되어, 상기 회전의 축 주위에서 특정한 거리를 작동하며, 상기 제1 축방향 냉각 구획에 평행하며 그것에 반대 방향으로 작동하는, 제2 축방향 냉각 구획으로 이행한다. 상기 제2 축방향 냉각 구획은 상기 제1 수직 냉각 구획에 평행하며 그것의 반대 방향으로 작동하는 제2 수직 냉각 구획으로 이행한다. 이러한 방식으로, 3-차원 사행 패턴의 구획 또는 루프가 형성되며, 상기 사행 패턴은 이러한 구획 또는 루프를 연결함으로써 형성될 수 있다. 이러한 사행 패턴은 바람직하게는 전체 둘레에 걸쳐 또는 거의 전체 둘레에 걸쳐 연장되며, 즉, 냉각수 분배기 판 및 베어링 브래킷의 조립 상태에서, 3-차원 방사상으로 둘러싼 사행 냉각 채널이 실현되며, 이것은 수평, 수직 및 방사형 냉각 채널 구획에 의해 형성된다. 냉각 매체, 예를 들면, 오일, 물 또는 글리콜은 상기 냉각 채널을 통해 안내될 수 있다. 그러나 다른 냉각 유체 또는 냉각 액체의 사용이 또한 제공된다.
상기 냉각 채널의 사행 프로파일에 의해, 냉각은 고정자 권선 헤드의 영역에서 발생되는 것이 가능하며, 상기 냉각은 회전의 축에 평행하며 상기 회전의 축 주위에서 및 특히 상기 권선 헤드의 원주 방향으로 동작한다. 본 발명에 따른 상기 냉각 시스템은 특히 핫스팟으로서 고정자 권선 헤드의 영역에서 발생되는 열 손실이 특히 효과적으로 소산될 수 있게 만든다. 임계 핫 포인트로서 상기 핫스팟은 따라서, 말하자면, 그것이 발생하는 위치에서 냉각될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 냉각 시스템이 고정자 권선 헤드의 및 상기 회전자의 영역으로부터 타겟팅 방식으로 열이 소산되는 것을 가능하게 만든다는 사실에 의해, 냉각될 기계의 전력은 변경되지 않은 구조적 볼륨에 따라 증가될 수 있다.
상기 냉각 시스템이 베어링 브래킷 및 냉각수 분배기 판의 조립의 프로세스의 결과로서 발생될 수 있다는 사실에 의해, 상기 전기 기계의 조립 및 제조를 위한 경비는 감소될 수 있다. 상기 냉각 채널이 하나의 작업 단계에서, 예를 들면, 영구적 금형 주조 프로세스에서 생성될 필요가 없다는 사실에 의해, 특히 시리즈 제조가 예를 들면, 드릴링 또는 밀링 작업과 같은 재작업 없이, 비교적 저렴한 제조 방법, 예를 들면, 압력 다이캐스팅 및 압출을 사용하는 것이 가능하다. 더욱이, 상기 냉각 채널은 베어링 브래킷 및 냉각수 분배기 판의 특히 단순한 구성에 기초하지만, 그것들은 그럼에도 불구하고 상기 권선 헤드의 및 상기 전기 기계의 최적의 냉각을 보장하며, 그에 의해 보다 큰 전력 수율이 달성될 수 있다.
일 실시예에서, 수직 웨브(web) 및 축방향 웨브는 상기 냉각 채널로 돌출되며, 여기에서 상기 수직 웨브 및 축방향 웨브는 서로에 대해 간격을 두고 전기 기계의 회전의 축 주위에서 번갈아 나오며 상기 냉각 채널 내에서 냉각 매체를 안내하도록 설계된다고 규정되어 있다. 다시 말해서, 상기 웨브는 상기 냉각 채널을 통해 흐르는 냉각 매체가 축방향으로 및 수직 방향으로 전환되도록 상기 냉각 채널로 돌출된다. 예를 들면, 상기 전기 기계의 조립 상태에서 대응하는 채널 구성 및 전환을 실현하도록, 상기 베어링 브래킷은 축방향 웨브를 가질 수 있으며 상기 냉각수 분배기 판은 상기 축방향 웨브를 가질 수 있고, 그 역 또한 마찬가지이다.
따라서, 예를 들면, 상기 냉각수 분배기 판의 축방향 웨브 및 상기 냉각 채널에서 상기 베어링 브래킷의 수직 웨브에 의해, 사행 3-차원 냉각 채널이 형성되는 것이 가능하다. 상기 축방향 및 수직 웨브가 각각의 경우에 상기 냉각 채널에서 방사 방향으로 교번하여 배열되며 상기 방사 방향으로 서로에 대하여 오프셋되어 배열된 덕분에, 상기 냉각 매체가 상기 냉각 채널의 제1 단부에서의 공급 포트로부터 상기 제1 단부의 반대편에 위치된 상기 냉각 채널의 제2 단부에서의 방출 포트로 실질적으로 방사 방향으로 흐르는 채널이 형성되며, 상기 웨브의 단부에서 그것의 움직임 방향에 대하여 대략 180°까지 전환된다.
더욱이, 상기 냉각수 분배기 판의 축방향 웨브는 상기 베어링 브래킷의 대응 오목부에 맞물릴 수 있으며 그 역 또한 마찬가지이다.
더욱이, 적어도 하나의 가로 리브가 상기 냉각 채널에 배열될 수 있다. 상기 가로 리브는 상기 냉각 채널 내에서 흐름 단면의 협소화를 가져온다. 따라서 상기 냉각 채널 내에서의 냉각 매체가, 상기 가로 리브의 영역에서, 보다 빠르게 흐르며, 보다 격렬히 혼합될 수 있는 것이 가능해지며, 이것은, 프란틀(Prandtl) 경계 층의 두께의 감소가 가능해진 덕분에, 열 전달을 지연시키는 경계 층의 긍정적 영향으로 이어질 수 있다. 더욱이, 상기 가로 리브는 유리하게는 잠재적 열 전달 교환 표면을 확대한다.
대류에 의한 열의 전달은 일반적으로 유체의 뜨거운 분자가 표면에 이르는 것에 의해 발생한다. 이러한 프로세스에서, 열의 교환이 발생할 수 있도록 새로운 분자의 일정한 후속 공급이 있어야 한다. 유체의 움직임이 보다 강렬할수록, 대류에 의한 열 전달이 또한 크다. 대류에 의한 열 전달의 최적화의 목적은 그러므로 층류를 영구적 난류가 되게 하는 것이다. 임의의 흐름에서, 유체 입자는 벽에 부착된 채로 있다. 다른 입자는 이전 입자를 따라 슬라이딩하며, 따라서 어떤 입자도 상기 흐름 방향에 대하여 가로 방향으로 열을 벽으로 방출할 수 없다. 이것은 그 후 전적으로 층류이다. 상기 열 전달은 단지 열 전도에 의해서만 발생한다. 상기 냉각 채널 내에서 터뷸레이터(turbulator) 또는 가로 리브의 배열을 이용해서, 가스 입자가 다시 벽에 고정되어 부착된 채로 있지만, 소용돌이 형성에 의존하여, 입자가 흐름 방향에 대해 가로 방향으로 이동하며 입자를 열의 교환을 위해 얇은 경계 층으로 가지고 오는 것이 또한 그 경우이다. 상기 흐름은 그 후 난류이며, 상기 열 전달은 난류가 증가함에 따라 증가한다.
더욱이, 적어도 하나의 세로 리브가 상기 냉각 채널에 배열될 수 있다. 더욱이, 상기 냉각 채널은 적어도 영역에서 거칠어진 표면을 가질 수 있다. 이들 두 개의 실시예는 유리하게는 잠재적 열 전달 교환 표면의 확대를 허용한다.
더욱이 인버터 하우징이 상기 냉각수 분배기 판을 지지한다는 것이 규정되어 있다. 상기 냉각 채널의 냉각 채널 구획에서 냉각 매체의 대응하는 통신에 의해, 상기 베어링 브래킷의 및 상기 인버터 하우징의 균일한 효율적인 냉각이 달성된다. 상기 냉각 채널이 3-차원 방식으로 이어지는 것이 발명에 따른 그 경우이므로, 상기 권선 헤드는 원형 방식으로 냉각될 수 있으며, 베어링 브래킷 및 인버터 하우징 사이에서의 계면은, 한편으로는, 방사형 볼 베어링, 및 다른 한편으로, 제어 및 전력 전자 장치를 이용해서, 큰 면적에 걸쳐 냉각될 수 있다.
추가 실시예에서, 두 개의 베어링 브래킷, 두 개의 냉각수 분배기 판 및 냉각수 전달 디바이스가 제공되며, 여기에서 상기 베어링 브래킷 및 냉각수 분배기 판은 각각의 경우에 전기 기계의 상호 반대 축방향 측면 상에, 구체적으로, 전기 기계의 구동 측면 상에 및 출력 측면 상에 배열되며, 상기 냉각수 전달 디바이스는 상기 냉각수 분배기 판 사이에서 냉각수에 대한 연결 라인을 형성한다. 전기 기계의, 일 측면 상에서의 베어링 브래킷, 냉각수 분배기 판 및 인버터 하우징의 및 다른 측면 상에서의 베어링 브래킷 및 냉각수 분배기 판의 조립 동안, 각각의 경우에 상기 설명된 바와 같이 하나의 냉각 덕트가 형성되며, 이것은 각각의 고정자 권선 헤드 주위에서 3-차원 사행 및 원형 방식으로 연결될 수 있다. 상기 냉각 채널은 3-차원 방식으로 연결되므로, 상기 고정자 권선 헤드는 원형 방식으로 냉각될 수 있으며, 베어링 브래킷 및 인버터 하우징 사이에서의 계면은 면적 방식으로 냉각될 수 있다.
본 발명에 따른 전기 기계는, 고정자 적층 코어를 가진 고정자로서, 축방향으로 돌출된 권선 헤드를 가진 코일 권선이 상기 고정자 적층 코어에 삽입되는, 상기 고정자, 회전자 샤프트 상에 고정된 회전자 적층 코어를 가진 회전자, 및 본 발명에 따른 상기 설명된 냉각 시스템을 포함한다.
본 발명에 따른 전기 기계의 일 실시예에서, 상기 권선 헤드 중 적어도 하나가 접촉 요소로 둘러싸여진다는 것이 규정되어 있다. 상기 접촉 요소는 예를 들면 갭 필러를 수반할 수 있다. 이 실시예는 열이 상기 권선 헤드로부터 열 싱크, 예를 들면, 활성 냉각된 베어링 브래킷으로 소산될 수 있게 한다. 상기 접촉 요소, 예를 들면, 상기 갭 필터는 이 경우에 상기 고정자 권선 헤드의 상기 냉각 시스템으로의 열적 연결을 형성할 수 있다. 베어링 브래킷 조립 프로세스 후, 상기 권선 헤드의 방사형 및 축방향 외부 표면은 상기 베어링 브래킷의 각각의 리세스에서, 구체적으로 특히 에어 포켓 없이 및 플레이 없이 서로 지지할 수 있다. 이러한 방식으로, 권선 헤드 및 활성 물-냉각 베어링 브래킷 사이에서의 특히 양호한 열 전도성 이행이 유리하게는 가능해지며, 상기 권선 헤드에서의 국소적 핫 포인트의 형성은 그에 따라 크게 감소될 수 있다.
본 발명의 대표적인 실시예는 도면에 기초하여 이하에서 보다 상세하게 논의될 것이다:
도 1은 본 발명에 따른 냉각 회로의 대표적인 실시예에 따른 전기 기계의 개략적인 부분적 세로 단면 예시를 도시한 도면;
도 2는 본 발명에 따른 냉각 시스템의 추가 대표적인 실시예에 따른 추가 전기 기계의 투시 확대 예시를 도시한 도면;
도 3은 대안적인 투시 확대 예시에서 도 2에 따른 전기 기계의 부분을 도시한 도면;
도 4는 냉각 채널이 표시된, 도 3에 따른 부분의 확대 투시도를 도시한 도면;
도 5는 도 2에 따른 전기 기계의 냉각수 분배기 판의 투시도를 도시한 도면; 및
도 6은 도 2에 따른 전기 기계의 베어링 브래킷의 측면도.
도 1은 고정자 적층 코어(3)를 가진 고정자(2)를 포함하는 전기 기계(1)의 상부 부분을 도시하며, 여기에서 축방향으로 돌출된 권선 헤드(4)를 가진 코일 권선은 고정자 적층 코어(3)에 삽입된다. 더욱이, 고정자(2)는 회전자 샤프트(6)에 고정된 회전자 적층 코어(7)를 가진 회전자(5)를 갖는다. 회전자 샤프트(7)는 전기 기계(1)의, 도 1에서의 우측 상에 예시된, 구동 측면 상에서 제1 회전자 베어링(8)에, 및 전기 기계(1)의, 도 1에서의 좌측 상에 예시된, 출력 측면 상에서 제2 회전자 베어링(9)에 장착된다. 제1 베어링 브래킷(10)은 제1 회전자 베어링(8)을 단단히 유지하며, 제2 베어링 브래킷(11)은 제2 회전자 베어링(9)을 단단히 유지한다. 제1 베어링 브래킷(10)은 제1 냉각수 분배기 판(12)에 단단히 연결되며, 제2 베어링 브래킷(11)은 제2 냉각수 분배기 판(13)에 단단히 연결된다.
제1 베어링 브래킷(10) 및 제1 냉각수 분배기 판(12) 및 또한 제2 베어링 브래킷(11) 및 제2 냉각수 분배기 판(13) 양쪽 모두는 각각의 경우에 냉각 채널(14)을 공동으로 형성한다. 냉각 채널(14)은 각각의 경우에 전기 기계(1)의 회전의 축(D)에 평행하여 작동하는 다수의 수평 냉각 채널 구획(15, 16), 전기 기계(1)의 회전의 축(D)에 수직으로 작동하는 다수의 수직 냉각 채널 구획(17), 및 전기 기계(1)의 회전의 축(D) 주위에서 작동하는 다수의 방사형 냉각 채널 구획(도 1에 도시되지 않음)을 포함하며, 여기에서 3개의 상이한 냉각 채널 구획(15 내지 17)은 냉각 채널(14)이 3-차원 사행 프로파일을 갖도록 서로 합쳐진다.
도 1에서, 각각의 경우에 여러 개의 제1 수평 냉각 채널 구획(15) 중 하나는 냉각 채널(14)마다 보여질 수 있으며, 방사상으로 보여지는 바와 같이, 제1 수평 냉각 채널 구획은 회전자 적층 코어(7)의 외부 영역에서 및 권선 헤드(4)의 내부 영역에서 작동하고, 권선 헤드(4)를 따라 축방향으로 연장된다. 더욱이, 도 1은 각각의 경우에 냉각 채널마다 여러 개의 제2 수평 냉각 채널 구획(16) 중 하나를 도시하며, 제2 수평 냉각 채널 구획은, 방사상으로 보여지는 바와 같이, 제1 수평 냉각 채널 구획(15)보다 바깥쪽으로 더 멀리 작동하며 권선 헤드(4)의 외부 둘레를 따라 축방향으로 연장된다. 제1 및 제2 냉각 채널 구획(15, 16)은 제1 베어링 브래킷(10)을 따라 권선 헤드(4)에 평행한 축방향으로 작동하여, 권선 헤드의 방사형 내부 영역 및 방사상 외부 영역이 축방향으로 보다 큰 범위에 걸쳐, 구체적으로 제1 베어링 브래킷을 통해 간접적으로 및 냉각 채널 내에서 흐르는 냉각 매체, 예를 들면, 물, 오일 또는 글리콜에 의해 냉각될 수 있도록 한다.
더욱이, 도 1은 각각의 경우에서 냉각 채널(14)마다 여러 개의 수직 냉각 채널 구획(17) 중 하나를 도시하며, 수직 냉각 채널 구획은 제1 수평 냉각 채널 구획(15)을 제2 수평 냉각 채널 구획(16)에 연결한다. 인버터(예시되지 않음)를 수용하는, 인버터 하우징(18)이 축방향으로 냉각수 분배기 판(12) 상에 측방향으로 배열된다. 수직 냉각 채널 구획(17)은 권선 헤드가 방사 방향으로 냉각될 수 있으며 인버터 하우징(18)이 냉각수 분배기 판(12)을 통해 간접적으로 냉각될 수 있도록 작동한다. 추가 냉각 채널 구획(예시되지 않음)은 권선 헤드(4)의 원주 방향으로 배열되며, 추가 냉각 채널 구획은 각각의 경우에 서로로 이행하며 권선 헤드(4)의 전체 둘레의 주요 부분을 따라 냉각 채널(14)의 3-차원 사행 형태를 형성한다. 더욱이, 냉각수 전달 디바이스(K)는 제1 냉각수 분배기 판(12) 및 제2 냉각수 분배기 판(13) 사이에 배열되며 냉각수 분배기 판(12, 13) 사이에서 냉각수를 위한 연결 라인을 형성한다.
도 2 내지 도 6은 도 2에서 우측에서 좌측으로 도시되어, 인버터 하우징(18), 냉각수 분배기 판(12), 제1 베어링 브래킷(10), 고정자(2)의 권선 헤드(4), 고정자 적층 코어(3) 및 제2 베어링 브래킷(11)을 가진 추가 전기 기계(1)를 도시한다. 수직 웨브(19) 및 축방향 웨브(20)는 전기 기계의 조립 상태에서 제1 베어링 브래킷(10) 및 냉각수 분배기 판(12)에 의해 형성된 냉각 채널로 돌출되며, 여기에서 수직 웨브(19) 및 축방향 웨브(20)는 서로에 대한 간격을 두고 전기 기계(1)의 회전의 축(D) 주위에서 번갈아 나오며 냉각 채널 내에서 냉각 매체를 안내하도록 설계된다.
축방향 웨브(20)는 냉각수 분배기 판(12)에 의해 형성되고 수직 웨브(19)는 제1 베어링 브래킷(10)에 의해 형성되며, 사행 3-차원 냉각 채널의 형성에 기여한다. 상기 축방향 웨브(20) 및 수직 웨브(19)가 각각의 경우에 냉각 채널에서 방사 방향으로 교번하여 배열되며 방사 방향으로 서로에 대하여 오프셋되어 배열되는 덕분에, 냉각 매체가 냉각 채널의 제1 단부에서의 공급 포트(21)로부터 제1 단부의 반대편에 위치된 냉각 채널의 제2 단부에서의 방출 포트(22)로 실질적으로 방사 방향으로 흐르는 냉각 채널이 형성되며, 웨브(19, 20)의 단부에서 그것의 움직임 방향에 대해 대략 180°까지 전환된다. 더욱이, 냉각수 분배기 판(12)의 축방향 웨브(20)는 제1 베어링 브래킷(10)의 대응 오목부(23)에 맞물릴 수 있다.
도 4는 대시 기호로 된 화살표 라인에 의해, 3-차원 사행 방식으로 작동하며, 그것의 조립 상태에서 제1 베어링 브래킷(10) 및 냉각수 분배기 판(12)에 의해 형성되는 냉각 채널(14)의 프로파일을 도시한다. 여기에서, 냉각 채널(14)은 상이한 냉각 채널 구획의 다음의 반복 시퀀스를 갖는다:
제1 방사형 냉각 구획(24)은, 전기 기계(1)의 회전자(도 2 내지 도 6에 도시되지 않음)의 영역에서 방사상으로 보여지는 바와 같이, 전기 기계의 회전의 축(D) 주위에서 특정한 거리를 작동하며 고정자(2)의 권선 헤드(4)의 영역까지 방사상 바깥쪽으로 작동하며 예를 들면 권선 헤드(4)의 축방향으로 연장되는, 제1 수평 냉각 구획(26)으로 이행하는, 제1 수직 냉각 채널 구획(25)으로 이행한다. 수평 구획(26)은 제2 방사형 냉각 구획(27)으로 이행하며, 이것은 제1 방사형 냉각 구획(24)에 대하여 방사상 및 축방향으로 오프셋되어, 회전의 축(D) 주위에서 특정한 거리를 작동하며, 제1 축방향 냉각 구획(26)에 평행하며 그것에 반대 방향으로 작동하는 제2 축방향 냉각 구획(28)으로 이행한다. 제2 축방향 냉각 구획(28)은 제2 수직 냉각 구획(29)으로 이행하며, 이것은 제1 수직 냉각 구획(25)에 평행하며 그것에 반대 방향으로 작동한다. 이러한 방식으로, 3-차원 사행 패턴의 구획 또는 루프가 형성되며, 사행 패턴은 이러한 구획 또는 루프를 연결함으로써 형성될 수 있다. 사행 패턴은 공급 포트(21) 및 방출 포트(22) 사이에서 원주 방향으로 연장되며, 즉, 냉각수 분배기 판(12) 및 제1 베어링 브래킷(10)의 조립 상태에서, 3-차원 방사상으로 둘러싼 사행 냉각 채널(14)이 제공되고, 이것은 수평 냉각 채널 구획(26, 28), 수직 냉각 채널 구획(25, 29) 및 방사형 냉각 채널 구획(24, 27)에 의해 형성된다. 냉각 매체, 예를 들면, 오일, 물 또는 글리콜은 냉각 채널(14)을 통해 안내될 수 있다.

Claims (9)

  1. 전기 기계(1)를 위한 냉각 시스템으로서, 상기 냉각 시스템은 적어도 하나의 베어링 브래킷(bearing bracket)(10, 11) 및 적어도 하나의 냉각수 분배기 판(12, 13)을 포함하며, 상기 베어링 브래킷(10, 11) 및 상기 냉각수 분배기 판(12, 13)은 냉각 채널(14)을 공동으로 형성하도록 설계되되,
    상기 냉각 채널(14)은,
    - 상기 전기 기계(1)의 회전의 축(D)에 평행하여 작동하는 다수의 수평 냉각 채널 구획(cooling channel section)(15, 16; 26, 28)을 포함하고,
    - 상기 전기 기계(1)의 회전의 축(D)에 수직으로 작동하는 다수의 수직 냉각 채널 구획(17; 25, 29)을 포함하며,
    - 상기 전기 기계(1)의 회전의 축(D) 주위에서 작동하는 다수의 방사형 냉각 채널 구획(24, 27)을 포함하고,
    상기 3개의 상이한 냉각 채널 구획(15, 16; 26, 28; 17; 25, 29; 24, 27)은 상기 냉각 채널(14)이 적어도 영역에서 3-차원 사행 프로파일을 갖도록 서로 인접해 있고,
    상기 다수의 수평 냉각 채널 구획은 회전자 적층 코어(7)의 외부 영역에서 및 권선 헤드(4)의 내부 영역에서 작동하고 상기 권선 헤드를 따라 축방향으로 연장되는 제1 수평 냉각 채널 구획과, 상기 제1 수평 냉각 채널 구획보다 바깥쪽으로 더 멀리 작동하며 상기 권선 헤드의 외부 둘레를 따라 축방향으로 연장되는 제2 수평 냉각 채널 구획을 포함하고,
    상기 다수의 수직 냉각 채널 구획은 제1 수직 냉각 채널 구획과 제2 수직 냉각 채널 구획을 포함하고,
    상기 다수의 방사형 냉각 채널 구획은 상기 회전의 축 주위에서 특정한 거리를 작동하며 상기 제1 수평 냉각 채널 구획으로 이행하는 제1 방사형 냉각 채널 구획과, 상기 제1 방사형 냉각 채널 구획에 대하여 방사상으로 및 축방향으로 오프셋되어 상기 회전의 축 주위에서 특정한 거리를 작동하며 상기 제1 수평 냉각 채널 구획에 평행하며 상기 제1 수평 냉각 채널 구획에 반대 방향으로 작동하는 상기 제2 수평 냉각 채널 구획으로 이행하는 제2 방사형 냉각 채널 구획을 포함하는, 냉각 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 수직 웨브(19) 및 축방향 웨브(20)는 상기 냉각 채널(14)로 돌출되며, 상기 수직 웨브(19) 및 상기 축방향 웨브(20)는 서로에 대한 간격을 두고 상기 전기 기계(1)의 회전의 축(D) 주위에서 번갈아 나오며 상기 냉각 채널(14) 내에서 냉각 매체를 안내하도록 설계되는 것을 특징으로 하는, 냉각 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 가로 리브는 상기 냉각 채널(14)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 냉각 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 적어도 하나의 세로 리브는 상기 냉각 채널(14)에 배열되는 것을 특징으로 하는, 냉각 시스템.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각 채널(14)은 적어도 영역에 거칠어진 표면을 갖는 것을 특징으로 하는, 냉각 시스템.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인버터 하우징(18)은 상기 냉각수 분배기 판(12)을 지지하는 것을 특징으로 하는, 냉각 시스템.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    - 두 개의 베어링 브래킷(10, 11),
    - 두 개의 냉각수 분배기 판(12, 13), 및
    - 냉각수 전달 디바이스(K)를 특징으로 하며,
    상기 베어링 브래킷(10, 11) 및 냉각수 분배기 판(12, 13)은, 각각의 경우에, 상기 전기 기계(1)의 상호 반대 축방향 측면 상에 배열되며, 상기 냉각수 전달 디바이스(K)는 상기 냉각수 분배기 판(12, 13) 사이에서 냉각수를 위한 연결 라인을 형성하는, 냉각 시스템.
  8. 전기 기계(1)로서,
    - 고정자 적층 코어(3)를 가진 고정자(2)로서, 축방향으로 돌출된 권선 헤드(4)를 가진 코일 권선이 상기 고정자 적층 코어(3)에 삽입되는, 상기 고정자(2),
    - 회전자 샤프트(6) 상에 고정된 회전자 적층 코어(7)를 가진 회전자(5), 및
    - 제1항 또는 제2항에 따른 냉각 시스템을 포함하는, 전기 기계(1).
  9. 제8항에 있어서, 상기 권선 헤드(4) 중 적어도 하나는 접촉 요소에 의해 둘러싸이는 것을 특징으로 하는, 전기 기계(1).
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