KR20160145045A - 횡방향 수냉식 로터 및 스테이터를 구비하는 인덕션 로터 - Google Patents

횡방향 수냉식 로터 및 스테이터를 구비하는 인덕션 로터 Download PDF

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KR20160145045A
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월리 이. 리펠
에릭 이. 리펠
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프리펠 테크놀로지스, 엘엘씨
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Abstract

전기 기계는 유체 냉각을 구비한다. 전기 기계는 스테이터를 포함하고, 스테이터는 복수 개의 적층된 자기 적층물들을 가지는 스테이터 코어 및 스테이터 와인딩을 가지며, 스테이터 코어의 각 적층물들은 스테이터 복수개의 스테이터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 복수개의 개구들을 가지고, 복수 개의 스테이터 유체 채널들의 스테이터 유체 채널은 완전히 축방향이 아니다. 전기 기계는 로터를 더 포함하고, 로터는 복수 개의 적층된 자기 적층물들을 가지는 로터 코어 및 샤프트를 포함하며, 로터 코어의 각 적층물들은 로터 유체 채널들과 유체연통에 있는 회전식 유체 커플링, 및 복수 개의 로터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 복수 개의 개구를 가진다. 로터와 스테이터는 로터와 스테이터 사이의 공기 갭을 포함하는 자기 경로를 형성하도록 구성된다.

Description

횡방향 수냉식 로터 및 스테이터를 구비하는 인덕션 로터{INDUCTION MOTOR WITH TRANSVERSE LIQUID COOLED ROTOR AND STATOR}
본원을 따르는 실시예들의 하나 이상의 양태들은 전기 모터들(electric motors), 및 더 특히 전기 기계(electric machine)의 냉각을 위한 시스템에 대한 것이다.
질량 비의 동력(power to mass ratio; 비출력(specific power))은 전기 모터를 위해, 특히 전기 및 하이브리드 비히클(electric and hybrid vehicles)에 동력으로(power) 이용되는 것들을 위한 중요한 계량(metric)이다. 비출력이 증가됨으로써, 모터 질량(motor mass)은 주어진 성능의 수준(level of performance)을 유지하는 동안 줄어들 수 있다. 이는 직접 및 간접적인 경제적 이익 둘 모두를 제공한다.
동력은 샤프트(shaft) 속도 및 토크의 산출물(product)과 동이하고, 동력(즉 비출력)은 속도 및 토크 둘 모두를 증가 시킴으로써 증가될 수 있다. 속도를 위한, 궁극적인 제한(ultimate limit)은 원심 응력(centrifugal stress)이 기계적으로 실패하는(mechanically fail)로터를 야기하는 것일 수 있다. 인덕션 모터들(induction motors)을 위한 로터 구조(rotor structure)는 상대적으로 강할 수 있으며 따라서 상대적으로 높은 속도들은 안전하게 허용될(tolerated) 수 있다. 150 m/section의 로터 표면 속도는 몇몇 디자인들에 의해 가능할 수 있다.
또한, 궁극적인 토크 제한은 다른 모터 타입들을 위해 다를 수 있다. 토크 제한은 갭 자속 밀도(gap magnetic flux density)의 제곱(square)에 비례될(proportionate) 수 있다. 또한, 다른 인자들(factors)은 토크에 영향을 줄 수(affect) 있다. 인덕션 모터의 경우에, 누설 인덕턴스(leakage inductance)는 인자이고, 최대 토크는 이러한 매개변수(parameter)와 역으로 바뀔 수(vary) 있다. 따라서, 인덕션 모터들을 위한, 더 높은 특정 토크(higher specific torque)는 누설 인덕턴스를 수용함으로써 달성될 수 있다.
철 손실(Iron losses)은 전기 주파수(electrical frequency)의 제곱과 대략 비례하게 생산된다. 속도(rpm)는 전기 주파수에 비례하고, 이는 철 손실이 샤프트 속도의 제곱과 대략적으로 바뀌는 것을 따른다. 마찬가지로, 컨덕터 손실(conductor losses)은 전류(current)와 대략적으로 비례한다. 차례로, 토크는 (최대 자속 밀도의 상태들 하에서) 전류와 대략적으로 비례한다. 따라서, 컨덕터 손실은 토크의 제곱에 의해 대략적으로 변한다. 따라서, 만약 속도와 토크가 서로 비례하도록 유지된다면, 효율이 일정하게(constant) 유지되는 것을 따른다. 따라서, 예를 들어, 만약 토크와 속도가 두 배가된다면(doubled), 두 손실과 통과-동력은 네 인자에 의해 증가되는 반면에, 효율은 대략적으로 일정하게 유지된다. 그러나, 열 전달(Heat transfer)은 또한 네 인자에 의해 증가된다. 따라서, 이는 전기 모터에서 효과적인 냉각을 제공하기 위한 시스템을 위해 필요하다.
본 원의 실시예들의 양태들은 10kW 내지 1000kW의 범위 내의 기계들을 위해 10kW/kg의 초과(excess)인 연속적인 비출력 수준들을 가능하게 하는 인덕션 모터를 냉각하기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이러한 매우 높은 비출력 수준들을 달성하기 위해, 로터 표면 속도(rotor surface speeds)는 1500A/cm2 정도(order of 1500 A/cm2)의 스테이터 및 로터 전류 밀도(current densities)와 120m/sec 정도로 유지된다. 컨덕터 및 철 특정 손실들의 결과(resulting conductor and iron specific losses)는 각각 5W/cm3 및 1W/cm3 정도이다. 열 생산(heat production)의 이러한 높은 수중을 위하여 요구되는 특정 열 전달은 (기계 활성 볼륨의 평균인) 01 W/cm3/°C 정도이다. 열은 유체(즉, 냉각제(coolant))가 다른 자기 적층물(magnetic lamination)마다 있는 개구들(apertures)에 의해 형성되는 좁은 영역들(narrow regions)을 통해 횡방향으로 흐르는, "횡방향 적층물 냉각(transverse lamination cooling)"으로 명명되는, 액체 냉각의 방법 및 시스템을 이용하여 제거된다. 열전달의 요구되는 수준들은 유체와 같은 오일(ATF 또는 변압기 오일(transformer oil))을 이용하여 달성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예를 따라서 이에는 다음을 포함하는 전기 기계가 제공된다 : 스테이터, 스테이터는 복수 개의 적층된 자기 적층물들(stacked magnetic laminations)을 가지는 스테이터 코어와 스테이터 와인딩(stator winding)을 가지고, 스테이터 코어의 적층들 각각은 복수 개의 스테이터 유체 채널(stator fluid channels)을 형성하도록 겹쳐지는(overlapping) 복수 개의 개구들을 가지며, 복수 개의 스테이터 유체 채널들의 스테이터 유체 채널은 완전히 축방향(entirely axial)은 아님; 로터, 로터는 복수 개의 적층된 자기 적층물들 가지는 로터 코어 및 샤프트를 가지고, 로터 코어의 적층물들 각각은 복수 개의 로터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 복수 개의 구멍들을 가짐; 및 유체 회전식 유체 커플링(rotary fluid coupling)은 로터 유체 채널들과 유체연통에 있음, 여기서 로터 및 스테이터는 로터 및 스테이터 사이 공기 갭을 포함하는 자기 경호를 형성하도록 구성된다.
일 실시예에서, 스테이터 코어의 적층물들의 복수 개의 개구들은 샤프트와 나선 동축 상에 있고(falls on), 및/또는 로터 코어의 적층물들의 복수 개의 구멍들은 샤프트와 나선 동축 상에 있다.
일 실시예에서, 복수 개의 로터 유체 채널들의 로터 유체 채널은 완전히 축방향은 아니다.
일 실시예에서, 기계는 적어도 하나의 : 스테이터 매니폴드(stator manifold), 스테이터 매니폴드는 스테이터 유체 채널들과 유체연통하는 스테이터 매니폴드 유체 채널을 가짐, 및 로터 매니폴드, 로터 매니폴드는 로터 유체 채널들과 유체연통하는 로터 매니폴드 유체 채널을 가짐;을 포함한다.
일 실시예에서, 스테이터 코어의 적층물은 제1 개구과 제2 개구를 포함하고, 제1 개구는 제2 개구와 크기 및/또는 모양이 다르고, 및/또는 로터 코어의 적층물은 제1 개구와 제2 개구를 포함하고, 제1 개구는 제2 개구와 크기와 모양이 다르다.
일 실시예에서 적어도 하나의 로터 코어와 스테이터 코어는 : 제1 축 방향(first axial orientation)과 제1 적층물은 복수 개의 실질적으로 동일한 제1 개구들을 가지는 제1 적층물; 및 제2 축 방향(second axial orientation)과 복수 개의 실질적으로 동일한 제2 개구들을 가지는 제2 적층물;을 포함하고, 여기서 제1 구멍들 중 하나는 제2 구멍들 중 하나와 크기와 모양이 다르고 및/또는 제1 축 방향은 제2 축 방향과 다르다.
일 실시예에서, 각각의 로터 코어 및 스테이터 코어는 : 제1 축 방향 및 복수 개의 실질적으로 동일한 제1 개구들을 가지는 제1 적층물; 및 제2 축 방향 및 복수 개의 실질적으로 동인한 제2 개구들을 가지는 제2 적층물;을 포함하고, 여기서 제1 개구들 중 하나는 제2 개구들 중 하나와 크기와 모양이 다르고, 및/또는 제1 축방향은 제2 축 방향과 다르다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 스테이터 코어 및 로터 코어는 : 개구를 가지는 제1 적층물; 및 제1 적층물에 인접한 제2 적층물을 포함하고, 제2 적층물은 제1 적층물의 개구와 모양 및/또는 크기가 다른 개구를 가진다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 로터 코어 및 스테이터 코어는 제1 적층물; 및 제1 적층물과 같은 실질적으로 같은 축 방향을 가지고, 실적으로 동일하며 인접한 제2 적층물;을 포함한다.
일 실시예에서, 스테이터의 적층물들 중 제1 적층물은 스테이터의 적층물들 중 제2 적층물과 실질적으로 동일하고, 및/또는 로터의 적층물들 중 제1 적층물은 로터의 적층물들 중 제2 적층물과 실질적으로 동일하다.
일 실시예에서, 기계는 로터 코어에 확보되는(secured) 유동 다이렉터(flow director) 및/또는 스테이터 코어에 확보되는 유동 다이렉터를 포함한다.
일 실시예에서, 기계는 적어도 하나의 : 로터의 적층물의 개구 내로 연장하는 돌출부(protrusion)를 가지는 유동 다이렉터 및 스테이터의 적층물의 개구 내로 연장하는 돌출부를 가지는 유동 다이렉터를 포함한다.
일 실시예에서, 로터 코어는 제2 적층물과 로터 코어의 일 단부에서 제1 적층물을 포함하고, 제1 적층물은 적어도 하나의 개구를 가지고 제2 적층물은 제1 적층물의 어떠한 개구와도 겹치지 않는 개구를 가지며, 및/또는 스테이터 코어는 제2 적층물 및 스테이터 코어의 일 단부에서 제1 적층물을 포함하고, 제1 적층물은 적어도 하나의 개구를 가지며 제2 적층물은 제1 적층물의 어떠한 개구와도 겹치지 않는 개구를 가진다.
일 실시예에서, 적어도 하나의 로터 로너 및 스테이터 코어는 : 코어의 제1 단부에서, 적어도 하나의 개구를 가지는, 제1 적층물; 제1 단부의 반대편(opposite) 코어의 단부에서, 적어도 하나의 개구를 가지는, 제2 적층물;을 포함하고, 제2 적층물은 제1 적층물의 어떠한 개구와도 겹치지 않는 개구를 가지며, 제1 적층물은 제2 적층물의 어떠한 개구와도 겹치지 않는 개구를 가진다.
일 실시예에서, 스테이터 코어는 대략 0.4 W/m/°C보다 큰 열 전도성(thermal conductivity)을 가지는, 약 10%보다 작은 공극률(void fraction)을 구비하고 : 스테이터 와인딩 및 스테이터 코어 사이의 공간, 및/또는 스테이터 와인딩의 단부 턴 및 스테이터 매니폴드 사이의 공간을, 채우는 수지를 가지는 전기적으로 절연하는 수지(electrically insulating resin)를 포함한다.
일 실시예에서, 스테이터 매니폴드는 회전식 유체 커플링과 유체연통에 있다.
일 실시예에서, 스테이터 매니폴드 유체 채널은 복수 개의 적층된 스테이터 매니폴드 쿨러 적층물들(stacked stator manifold cooler laminations)를 포함하고, 여기서 각각의 스테이터 매니폴드 쿨러 적층물들은 복수 개의 스테이터 쿨러 개구들(stator cooler apertures)가지며, 스테이터 쿨러 개구들은 복수 개의 스테이터 매니폴드 쿨러 유체 채널들을 형성하도록 겹친다.
일 실시예에서, 복수 개의 스테이터 매니폴드 쿨러 유체 채널들의 스테이터 매니폴드 쿨러 유체 채널은 완전히 축방향이 아니다.
일 실시예에서, 기계는 : 로터 매니폴드를 포함하고, 로터 매니폴드는 로터 유체 채널들과 유체연통에 있는 로터 매니폴드 유체 채널을 가지며, 여기서 로터 매니폴드 유체 채널은 로터 매니폴드 유체 채널 내의 유체 및 로터 매니폴드 사이에 열 전달을 높이도록 구성되는 내부 구조를 가지고, 여기서 로터는 복수 개의 축 바(axial bars)들과 두 단부 링들(two end rings)을 가지는 로터 케이지(rotor cage)를 더 포함하고, 여기서 로터 매니폴드는 두 단부 링들 중 일 단부 링 내부에 끼워지는(embedded) 돌출부를 가진다.
일 실시예에서, 로터 매니폴드는 밸런싱 물질(balancing material)로 확보(secure)하도록 구성되는 홀, 리세스, 또는 돌출부를 가진다.
일 실시예에서, 기계는 : 샤프트의 단부를 지지하도록 구성된 베어링; 베어링을 지지하도록 구성된 단부 벨(end bell);을 포함하고, 여기서 베어링은 단부벨과 샤프트 사이의 전기적으로 전도성 길(electrically conductive path)의 일부를 형성하지 않는다.
일 실시예에서, 스테이터 코어의 외부 표면 및/또는 로터 코어의 외부 표면은 수지로 밀봉된다.
일 실시예에서, 기계는 스테이터 코어를 에워싸는 인클로저를 포함하고, 인클로저는 기계로부터 유체의 누설(leakage)을 방지하도록 구성된다.
일 실시예에서, 기계는 로터 유체 채널들 내의 및 스테이터 유체 채널들 내의 유체를 포함하고, 유체는 : 자동 변속 유체(automatic transmission fluids), 변압기 오일, 및 물-기반 솔루션들로 구성되는 그룹으로부터 선택된다.
일 실시예에서, 기계는 주 유체 경로(main fluid circuit)에 누설된 유체를 되돌리(return)도록 구성되는 배유 펌프(scavenge pump)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예를 따르는, 이에는 : 로터; 스테이터; 스테이터를 냉각하기 위한 제1 냉각 수단(first cooling means), 로터를 냉각하기 위한 제2 냉각 수단(second cooling means)을 포함하는, 전기 기계가 제공되며, 여기서 제1 냉각 수단은 복수 개의 스테이터 유체 채널들을 포함하고, 스테이터 유체 채널들 중 하나는 완전히 축방향이 아님 및, 여기서 제2 냉각 수단은 복수 개의 로터 유체 채널들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예를 따라서, 이는 전기 기계가 제공되고, 전기 기계는 : 스테이터 와인딩; 및 복수 개의 적층된 자기 스테이터 적층물들을 포함하는 스테이터 코어, 복수 개의 스테이터 개구들을 가지는 각각의 스테이터 적층물들, 복수 개의 스테이터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 스테이터 개구들, 완전히 축방향은 아닌 복수 개의 그테이터 유체 채널들의 유체 채널,을 포함하는, 스테이터; 샤프트; 및 복수 개의 적층된 자기 로터 적층물들을 포함하는 로터 코어, 복수 개의 로터 개구들을 가지는 로터 적층물들, 복수 개의 로터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 로터 개구들, 완전히 축방향은 아닌 복수 개의 로터 유체 채널들의 유체 채널;을 포함하는 로터; 및 로터 유체 채널들과 유체 연통에 있는 회전식 유체 커플링; 스테이터의 일 단부에 확보되는 단부 벨; 샤프트의 단부를 지지하도록 구성되고 단부 벨에 의해 지지되는 베어링, 밸런싱 퍼티를 확보하도록 구성되는 특징을 포함하는 단부 벨; 베어링은 샤프트의 일 단부에 지지되도록 구성되고 단부 벨에 의해 지지되는 베어링, 베어링은 내부 레이스, 외부 레이스 및 비-전도성 요소를 포함함, 내부 레이스는 외부 레이스로부터 절연됨; 스테이터 매니폴드는 회전식 유체 커플링과 유체 연통에 있고 스테이터 유체 채널들과 유체 연동에 있는 스테이터 매니폴드 유체 채널을 포함함; 로터 매니폴드는 로터 유체 채널들과 회전식 유체 커플링과 유체 연통에 있는 로터 매니폴드 유체 채널을 포함함; 및 배유 펌프는 주 유체 경로로 누출된 유체를 되돌리도록 구성됨;을 포함한다.
본 발명에 개시되어 있음.
본 발명의 이러한 및 다른 특징들과 이점들은 설명, 청구범위 및 첨부된 도면들을 참조로 하여 이해되고 인식될 것이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 모터의 축방향 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 라인 1b-1b을 따라서 취해진(taken) 모터의 횡방향 단면도이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 1의 라인1c-1c을 따라서 취해진 모터의 횡방향 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 유체 유동을 묘사하는 적층물 구조의 개략적인 단면도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 로터 적층물 타입의 평면도이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 로터 적층물 타입의 평면도이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제3 로터 적층물 타입의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 다른, 로터 코어의 전개된 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 스테이터 적층물 타입의 평면도이다.
도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따란, 제2 스테이터 적층물 타입의 평면도이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제3 스테이터 적층물 타입의 평면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 스테이터 매니폴드 쿨러 적층물 타입의 평면도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제2 스테이터 매니폴드 쿨러 적층물 타입의 평면도이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 제3 매니폴드 쿨러 적층물 타입의 평면도이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 스테이터 매니폴드 쿨러를 포함하는 후방 스테이터 매니폴드의 평면도이다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라인 A-A를 따르는 도 7a의 스테이터 매니폴드의 단면도이다.
도 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른,매니폴드 쿨러 적층물들을 구비하는 후방 스테이터 매니폴드의 전개된 사시도이다.
도 7d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 유동 다이렉터를 형성하는 돌출부를 보여주는 후방 스테이터 매니폴드의 평면도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 로터 매니폴드의 평면도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라인 A-A를 따르는 도 8a의 로터 매니폴드의 단면도이다.
도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 라인 B-B를 따르는 도 8a의 로터 매니폴드의 단면도이다.
도 8d는 본 발명의 일 실시예에 따른, 로터의 분리된 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 로터 코어 및 스테이터 코어의 개략적인 전개도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른, 나선형 유체 통로를 구비하는 로터 코어의 개략적인 전개도이다.
첨부된 도면에 관련하여 아래에서 후술되는 상세한 설명은 본 발명에 따라서 제공되는 횡방향 수냉식 로터 및 스테이터를 구비하는 인덕션 모터의 예시적인 실시예들의 설명으로써 의도되고 본 발명은 구성 또는 이용될 수 있는 형상만을 표현하도록 의도되는 것은 아니다. 설명은 도시된 실시예들에 관련한 본 발명의 이후 특징들을 설정한다. 그러나 같은 또는 동등한 특징들 및 구조들이 본 발명의 범위 및 사상 내에 포함되도록 또한 의도되는 다른 실시예들에 의해 성취될 수 있는 것은 이해되어진다. 본원 어떠한 곳에 표시되는 바와 같이, 같은 요소 번호들은 같은 요소들 또는 특징들을 표현하도록 의도된다.
도 1a는, 예를 들어, 로터(170) 및 스테이터(163)을 포함하는 인덕션 모터인, 전기 기계(100)의 축방향 단면도이다. 일 실시예에서 모터는 두 평행한 유체 유동 경로들-스테이터 코어(101)를 위한 하나와 로터 코어(127)를 위한 하나-을 가진다. 다른 실시예에서, 로터 코어(127)를 위한 및 스테이터 코어(101)를 위한 각각의 유체 유동 경로들은 직렬로(to be in series) 배열될 수 있다. 스테이터(163)는 와인딩(105)을 구비하는 층진 스테이터 코어(laminated stator core; 101), 전방 및 후방 스테이터 매니폴드들(front and rear stator manifolds; 103, 135), 및 전방 및 후방 스테이터 매니폴드 쿨러(front and rear stator manifold coolers; 104, 160)를 포함한다. 로터(170)는 케이지(cage; 159)를 구비하는 층진 로터 코어(laminated rotor core; 127), 전방 및 후방 로터 매니폴드들(front and rear rotor manifolds; 109, 155), 및 부분적으로 빈 샤프트(partly hollow shaft; 115)를 포함한다. 모터는 전방 및 후방 단부 벨들(front and rear end bells; 107, 157), 전방 및 후방 회전식 샤프트 밀봉들(front and rear rotary shaft seals; 113, 149), 및 전방 및 후방 베어링들(front and rear bearings; 123, 141)을 더 포함한다. 공기 갭(air gap; 137)은 로터 코어(127)와 스테이터 코어(101)를 분리한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 스테이터 매니폴드들은 각각의 단부 벨의 중요한 부분(integral part)이다. 도 1b 및 도 1c는, 모터의 중심에서(도 1b), 및 단부 턴, 스테이터, 매니폴드, 및 베어링을 통과하는 절단면에서(도 1c), 모터를 통하는 횡방향 영역들을 도시한다.
스테이터 매니폴드(103, 135)는 다음 다섯 가지 기능을 제공한다 - 스테이터 유체 통로들(131)로부터 및 으로 유체 유동을 분배하는 기능, 단부 벨들(107, 157) 내의 유체 채널들(112, 153)을 통해 로터 유체 통로들(139)로부터 및 으로 유체를 전달하는 기능, 유체로 와인딩 단부 턴들(winding end turns; 172)로부터 열을 전달하는 기능, 스테이터 코어(101)를 위한 축방향 압축(axial compression)을 제공하는 기능, 및 단부 벨들을 확보하고 위치시키는 기능. 로터 코어의 각 면(each face 174, 176)에 부착되는, 로터 매니폴드들(109, 155)은 다섯 가지 기능들을 제공한다 - 로터 유체 통로들(139)로부터 및 으로 유체 유동을 분배하는 기능, 단부 링들(1310)로부터 유체로 열을 전달하는 기능, 단부 링들(1310)을 기계적으로 강화하는 기능, 로터 코어(127)를 위한 축방향 압축을 제공하는 기능, 및 동적 밸런싱(balancing)을 위한 수단을 제공하는 기능. 단부 벨들(107, 157) 각각은 세 개의 기능을 제공한다 - 베어링 지지를 제공하는 기능, 스테이터 매니폴드 포트들(178)과 유체 커플링들(180) 사이의 유체 유동을 위한 채널들을 제공하는 기능, 유체 커플링들(180)을 수용하는 기능.
도 2, 도 3a 내지 도 3c 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 로터 코어(127)는 적층된 자기 적층물들(310, 320, 330)로 구성되고, 이들 각각은 유체 통로들(210, 220; 도2)을 형성하도록 완전히 또는 부분적으로 정렬되는 것들 중 하나인 분포된 개구들(315, 325, 335)를 포함한다. 로터 유체 통로들(210, 220)은 로터 유체 통로들(139)로서 일괄적으로(collectively) 지칭될 수 있다. 도 2는 로터 코어(127)를 위해 이용되는 유체 유동 통로들(139)를 개략적으로 도시하는 단면도이다. 일 실시예에서, 로터 코어(127)는 세 개의 각각의 개구 구성들을 가지고, 세 가지 타입의 적층물(310, 320, 330; 각각 타입1 , 2, 및 3으로 디자인되는)으로 형태된다. 적층물들은 자기 적층물일 수 있다. 타입3 은 "유동 다이렉트들"과 같이 제공하고 적층하는 적층물의 단부들(240, 250)에서 이용되는 반면에, 타입1과 2는 단부 적층물들 내부에서 교차로(alternately) 적층된다. 타입1 적층물들의 개구들(315)은 서로와 정렬되고 타입1 과 2의 적층물들의 적층을 통해서 연장하는 통로들(210, 220)을 형성하며, 및 적층물들에 실질적으로 수직한다. (도 2에서 도시된 방향으로 수직한)각각의 이러한 통로들은 타입1 적층물(310)의 인접한 개구들(315)의 쌍을 분리하는 웹(web; 312)에 의해 모든 타입1 적층물(310)에서 부분적으로 차단된다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 단일 타입3 적층물(330(상단단부), 240)은 적층 내에서 ("홀수 통로들(odd numbered passages)"로 지칭될 수 있는) 제1 세트의 통로들(210)로 유입 유동(inlet flow)을 직접 제공하는 반면, 반대 단부(250; 하단 단부)에서 단일 타입3 적층물(330)은 제2 세트("짝수의")의 통로들(220)로 배출 유동을 제한한다. 도 2의 배열에서, 통로들(210, 220) 중 어떠한 것도 적층을 통한 모든 길(way)을 연장하지 않기 때문에, 적층을 통한 각 유체 길 또는 "유체 채널"(260)은 그것의 길이의 부분들을 넘어서 축방향(도 2에서, 수직인)이고 또한 수평한(horizontal) 화살표들에 의해 표현되는 바와 같이, 적층 내부에 횡방향(예를 들어, 도 2에서, 방위각(azimuthal), 또는 수평) 구성요소(230)를 가진다. 이러한 형태(configuration)에서, 유동은 그것에 의해 열 전달이 유체 내부의 짧은 열 유동 길들(short heat flow paths)에 의해 매우 효율적인 좁은 영역들(257)을 통하는 홀수로부터 짝수 번호 통로(numbered passages)들로 흐르도록 강제된다. 유체 유동의 이러한 횡단 영역들을 위해, 각 유체 채널의 폭은 하나의 적층물 두께와 같을 수 있다. 이와 같이, 특징적인 열 유동 거리(characteristic heat flow distance)는 사분의 일 적층물 두께 정도(order of one fourth lamination thickness)이다. 좁은 영역들(257)과 조합되는 큰 전체 표면 구역(area)과 결합되는, 이러한 매우 짧은 열 유동 거리들에 의해서, 적층물들과 유체 사이의 높은 열 전달은 달성될 수 있다. 다른 요소들, 예를 들어 매니폴드들 내로 제작되는(built) 특성 또는 비-자기 적층물들은 타입3 자기 적층물들 대신에 유동 다이렉터들로써 이용될 수 있다. 스테이터 코어 적층물들은 매니폴더 쿨러들과 같을 수 있는, 유사하게 배열된 개구들을 가질 수 있다.
여기서 이용되는 바와 같이, "유동 다이렉터"는 적층물들의 적층으로 통로들의 내로, 또는 밖으로, 몇몇은, 하지만 모두 아니게, 흐르도록 유체를 허용하는 구조이다. 유동 다이렉터는, 타입1 적층물들의 개구들 중 몇몇, 하지만 모두는 아니게, 겹치는 개구들(335)의 세트를 구비하는, 위에서 기술된 바와 같은 자기 적층물일 수 있고, 또는 이는 예를 들어 유사한 개구들을 구비하는 알루미늄인, 비-자기 물질의 시트일 수 있거나, 이는 예를 들어 타입1 적층물의 하나 이상의 개구들을 막기에 충분히 먼 하나 이상의 통로들 내로 연장하는 돌출부들(190; 도 7d)을 구비하거나, 유사한 개구들을 구비하는, 매니폴드 내로 통합되는, 구조일 수 있다.
여기서 이용되는 용어(terminology)에서, 제1 적층물 및 제2 적층물 내에 각각 있는 제1 개구 및 제2 개구는 만일 두 적층물들이 인접하거나 두 개구들이 종래의 센스(sense) 내로 겹치거나, 즉 만일 이것이 제1 및 제2 개구를 통해서 연장하는 열린 길이면, "겹침"으로 명명된다. 비-인접한 제1 및 제2 적층물들을 위해, 제1 적층물 및 제2 적층물 내에 각각 있는 제1 개구 및 제2 개구는 또한 만약 제2 적층물 상에 축 방향으로 돌출되는(projected), 제1 개구가 제2 개구와 겹치면, 즉, 이것이 두 개구들 모두를 통해서 연장하는 모터의 축에 평행한 직선 라인이면, "겹침"으로 명명된다.
개구들의 수가 증가됨으로써, 유체 유동 길들은 짧아지고 유닛 유동 당 헤드 손실의 비율(head loss per unit flow rate)은 줄어드는 반면 열 전달은 본질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 따라서, 충분하게 큰 개구들의 수에서, 상대적으로 낮은 헤드 손실은 자동 변속 유체(252; ATF) 또는 변압기 오일(255)와 같은 유체를 위해 달성될 수 있다. 또한, 물, 또는 에틸렌 글리콜(ethylene glycol)과 같이 첨가물과 섞이는 물과 같은, 물-기반 솔루션(253)은 냉각 유체와 같이 이용될 수 있다. 물은 다른 냉각제들보다 더 높은 비열 용량(specific heat capacity)을 가질 수 있다. 이러한 물-기반 냉각 유체는 전기 기계(100)의 부품들의 부식의 증가된 위험을 전할 수(carry) 있지만, 이는 첨가물들을 이용하는 이러한 위험을 가볍게 하는 것(mitigate)이 가능할 수 있으며; 더욱이, 위험은 예를 들어, 긴 수명이 필요치 않은, 레이스 모터들인, 적용들에서 용인될 수 있다. 매우 얇은 적층물들이 이용되는 바와 같은 몇몇 경우들에서, 타입1 및 타입2 적층물들은 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 유동 다이렉트 사이에서 적층물들의 적층은 교차하는 둘 또는 세 적층물들의 그룹으로 구성할 수 있고, 적층물들은 각 그룹 내에서 동일할 수 있다(즉, 연속적으로--11, 22, 1-- 또는 연속적으로 ---111, 222, 111---, 등으로 적층됨). 또한, 세 적층물들 보다 많은 그룹들이 이용될 수 있다.
로터에서, 타입1 적층물들(310)은 타입3 적층물들(330)의 개구들(335)과 유사한, 상대적으로 좁은 개구들(325)을 가지는 타입2 적층물들(320)과, 두 타입3 적층물들(300) 사이에서, 교차할 수 있고, 상대적으로 넓은 유체 개구들(315)를 가질 수 있다.
도 1a를 다시 참조하여, 로터 코어(127)의 후방 단부에서, 후방 로터 매니폴드(155)는 이 후 로터 코어(127) 내부에 로터 유체 통로들(139)에 바깥 방향으로 방사방향으로 분포되는 샤프트(115)로부터 유체를 수용한다. 반대 단부에서, 전방 로터 매니폴드(109)는 샤프트(115)에 내부 방향으로 방사방향으로 수용된 유체를 향한다(directs). 로터 적층(rotor stack)의 단부들에서, 로터 유동 다이렉터들(108, 158)은 유입구(inlet) 및 배출구(outlet)를 향해서 횡방향 유동을 포함하는 유입구 및 배출구 사이에 각각의 유체 길은 횡방향 유동을 포함한다.
일 실시예에서, 어떠한 유동 다이렉터들도 이용되지 않고 모든 적층물들이 동일하여서, 로터 내부의 유동은 단순한 축방향 유동이다. 적층물들은 예를 들어 도 3a에서 도시된 모든 타입들일 수 있다. 반면에 이러한 실시예는 예를 들어 도 4의 실시예의 것보다 더 낮은 열 전달 비율을 제공할 수 있고, 이는 생산하는 비용이 낮을 수 있다. 로터 및 스테이터를 위한 평행한 유체 유동 경로들을 통하는 유체 유동 비율은 예를 들어 적층물 유체 개구들의 크기의 적당하게 변경함으로써, 또는 하나 또는 둘 모두의 이러한 유체 유동 경로들의 유체 길 내의 오리피스(orifice) 또는 다른 메터링 압착(metering constriction)과 같은 다른 배열에 의해, 조정될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하여, 일 실시예에서, 로터 코어(127)와 같이, 스테이터 코어(101)는 유체 채널들을 형성하도록 부분적으로 배열하는(즉, 겹치는) 분포된 개구들을 각각 포함하는, 적층된 자기 적층물들로 구성된다. 로터 코어(127)의 적층물들을 위한 경우와 같이, 스테이터 코어 적층의 두 단부들 상의 적층물들은, 예를 들어 타입3 적층물들(530)의 인접한 개구들 사이에서 각도의 절반(one half of the angle)에 의한 다른 타입3 적층물(530)에 대해 수놓이는(clocked) 하나의 타입3 적층물(530)인, 유동 다이렉트들의 역할을 하도록 구성되는 타입3 적층물들(530)일 수 있다. 적층물 적층(lamination stack)의 나머지(remainder)는 짝수의 상대적으로 넓은 유체 개구들(515)을 가지는, 타입1 적층물(510)인, 것 중 제1인 및 짝수의 상대적으로 좁은 유체 개구들(524)을 가지는, 타입2 적층물(520)인, 것 중 제2인, 두 교차하는 적층물들 타입으로 구성될 수 있다. 타입3 적층물들(530)의 각각은 타입1 또는 타입2 적층물들과 같이 많은 유체 개구들(353)로써 절반을 가질 수 있고; 또한, 타입3 적층물들(530)의 유체 개구들(535)은 상대적으로 좁을 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 적층물 적층은 수놓음(clocking)이 인접한 적층물들(또는 적층물들의 그룹) 사이에서 교차되(altered)는 동일한 적층물들로 구성되어서 위에서 기술된 냉각은 여전히(still) 설정된(established)다. 이러한 실시예에 의해 제공되는 열 전달 비율은 다른 개구 너비들을 가지는 적층물들의 두 타입들이 이용되는 경우보다 더 적을 수 있다.
큰 기계들을 위한 바와 같은, 몇몇 실시예에서, 적층물들은 둘 이상의 동심원 세트들의 개구들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 적층물들 각각은 적층물의 중심축 상에 중심이 있는 제1 원(first circle) 상에 배열되는 개구들의 제1 세트를 포함할 수 있고, 또한 제1 원과, 동심원이며, 더 크거나 작은, 제2 원(second circle) 상에 중심이 있는 제2 세트의 개구들을 포함할 수 있다. 개구들의 제2 세트는 개구들의 제1 세트처럼 동일한 수의 개구들을 포함할 수 있고, 제2 세트의 개구들은 제1 세트의 개구들의 개구들과 방위각으로(azimuthally) 정렬될 수 있다. 제1 및 제2 세트들의 개구들은 부품 내에서(예를 들어, 스테이터, 로터, 또는 매니폴드 쿨러 내에서) 분리 유체 경로들(separate fluid circuits)의 부분들을 형성할 수 있고 유체 경로들은 유동 다이렉터들에 외부 유체 연결들의 및 유동 다이렉터들의 형태를 따라서 직렬 또는 병렬이 되도록 배열될 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 개구들은 동일하지 않지만, 방향, 모양, 및/또는 크기가 변한다.
스테이터 적층물들 모투는 종래의 와인딩 슬롯들(winding slots)을 형성하도록 충분히 정렬되는 슬롯들을 포함할 수 있다. 스테이터 코어(101)의 후방 단부에서, 후방 스테이터 매니폴드(135)는 이후 스테이터 유체 통로들(131)에 분포되는 유입구(133)로부터 유체를 수용한다. 스테이터 코어(101)의 반대 단부에서, 전방 스테이터 매니폴드(103)는 스테이터 코어(101)로부터 배출구(129)로 수용되는 유체를 향한다. 스테이터 코어(101)의 후방 단부에서, 후방 스테이터 유동 다이렉터(134)는 홀수 인 적층 개구들 애로 들어가는 유체를 향하는 반면, 전방 단부에서, 전방 스테이터 유동 다이렉터(102)는 짝수의 적층 개구들로 배출되는 유동을 제한한다.
도 1a를 다시 참조하여, 일 실시예에서, 스테이터 매니폴드들(103, 135)는 스테이터 코어(101)의 각 면들에 밀봉되어서, 유체 누출은 발생하지 않는다. 이는 밀폐제(sealants), 평면 가스켓(flat gaskets), 오-링(O-rings) 또는 다른 수단들의 이용으로 달성도리 수 있다. 일 실시예에서, 두 스테이터 매니폴드들과 두 단부 벨들은 타이 로드들(tie rods, 미 도시된), 과 함께 그려지고, 포용하는 특징들(예를 들어, 홀들)을 가진다.
샤프트(115)의 후방 단부에 위치된, 샤프트 후방 축방향 홀(Shaft rear axial hole; 143) 및 후방 방사방향 홀들(147, 151)은 후방 로터 매니폴드(155) 내부에서 하나 이상의 후방 로터 매니폴드 유체 채널들(140)로 하나 이상의 후방 단부 벨 유체 채널들(153)으로부터 수용되는 유체를 연통(communicate)한다. 마찬가지로, 샤프트(115)의 전방 단부 내에 위치되는, 전방 축방향 홀(119) 및 전방 방사방향 홀들(121, 125)은 전방 단부 벨 유체 채널들(112)로 하나 이상의 전방 로터 매니폰드 유체 채널들(126)로부터 수용되는 유체를 연통한다. 샤프트(115)는 각 축방향 위치에서 하나 이상의(예를 들어 네 개의) 방사방향 홀들을 가질 수 있다. 후방 샤프트 플러그(Rear shaft plug; 145) 및 전방 샤프트 플러그(front shaft plug; 117)는 샤프트 단부들을 배출하는(exiting) 것으로부터 유체를 방지한다. 후방 회전식 샤프트 밀봉들(149)은 후방 단부 벨 유체 채널들(153)으로부터 수용되는 유체를 억제(constrain)해서 유동은 후방 방사방향 홀들(147)을 충분히 향한다. 마찬가지로, 전방 회전식 샤프트 밀봉들(113)은 샤프트 전방 방사방향 홀들(121)로부터 수용되는 유체를 억제해서 유동이 전방 단부 벨 유체 채널들(112)로 충분히 향한다. 다음으로, 후방 단부 벨 유체 채널들(153)은 배열 및 밀봉하는 홀들을 통해 후방 스테이터 매니폴드 유체 채널(161)로부터 흐르는 유체를 수용한다. 마찬가지로, 전반 단부 벨 유체 채널들(112)은 전방 스테이터 매니폴드(103)으로 흐르는 유체를 되돌(return)린다. 방사방향 및 축방향 샤프트 홀들, 샤프트 플러그들 및 샤프트 밀봉들의 조합들은 회전식 유체 커플링의 역할을 한다. 몇몇 실시예들에서, 이러한 기능들은 위에서 언급된 바와 같은 것 대신에 외부 유체 커플링들에 의해 수행된다.
전방 및 후방 베어링들(123, 141)은 기존에 존재하던 것일 수 있고, 분리 유체 또는 모터를 냉각하도록 이용되는 유체 중 하나에 의해 윤활(lubricated)되거나 밀봉될 수 있다. 전기 동력이 비여과 인버터(unfiltered inverter)에 의해 제공되는 경우에, 적어도 하나의 베어링들은 절연(insulated)되어서 고 주파수 순환 전류(high frequency circulating currents)는 베어링들을 통해 흐르는 것으로부터 방지된다. 이는 세라믹 또는 하이브리드 세라믹 베어링들을 이용함으로써, 또는 내부 또는 외부 절연 슬리브(insulating sleeve)를 포함하는 적어도 하나의 베어링을 이용함으로써 달성될 수 있다.
스테이터 와인딩은 기존에 존재하던 것일 수 있다. 단부 턴들은 강화된 냉각을 위한 스테이터 매니폴드들(103, 135)과 열 접촉으로 끌릴 수(brought into) 있다. 열 접촉은 알루미늄 산화물로 채워진 에폭시(aluminum oxide-filled epoxies)와 같은 열적으로 전도성 있는 수지를 이용함으로써 도움받을 수 있다. 수지의 열 전도성이 증가됨으로써(예를 들어 전도성-강화 구성요소들(conductivity-enhancing components)의 추가에 의해), 수지 점성(resin viscosity)은 더 어려운 와인딩(105)내로 수지의, 제조 동안, 침투를, 증가하게 할 수 있다. 이러한 문제는 열가소성 캡슐화 기술(thermoplastic encapsulation technique)의 이용에 의해 극복되고; 몰드(mold)는 이용될 수 있으며, 포팅 수지(potting resin)는 압력하에서 주입될 수 있다. 이러한 접근에서, 4.0W/m/°C를 초과하는 열전도성을 가지는 포팅 수지는 효과적으로 이용될 수 있다(즉, 받아들여지는 낮은 공극률(void fractions)은 이러한 수지와 달성될 수 있다). 포팅 수지(165)는, 예를 들어 그것들 사이 좋은 열적인 길을 제공하는, 스테이터 코어(101)로부터 와인딩(105) 사이의 공간을 채우는 동안 스테이터 코어(101)로부터 와인딩(105)을 절연하도록, 이용될 수 있다; 같은 수지는 스테이터 코어(101)의 내부 표면을 밀봉하도록 동일한 처리에 의해 적용될 수 있어서, 유체는 적층물-사이 갭들(inter-lamination gaps)을 통해서 로터 공동(rotor cavity) 내로 누출함으로부터 방지된다. 또한, 몇몇 수지(165)는 와인딩 내에서 개선된 열 전달을 제공하는, 스테이터 와인딩 내부에 어떠한 공간들을 채우도록 스테이터 와인딘 내부로 관통할 수 있다. 일 실시예에서, 포팅 수지의 열 전도성은 0.4 W/m/°C 내지 10.0 W/m/°C 사이에 있을 수 있다. 스테이터 매니폴드의 내부 직경은 스테이터 매니폴드로부터 와인딩(105)을 전기적으로 절연하도록 유전물질(dielectric material)의 코팅 또는 시트를 가질 수 있다.
또한, 스테이터 코어(101) 및 와인딩(105)의 활성화 부분 사이에서의 열 전달은 증가될 수 있다. 이를 위해서, 종래의 슬롯 라이너들의 제거(elimination) 및 슬롯 벽들에 적용되는 에폭시 파우더 코팅(epoxy powder coat; 예를 들어, 열 가소성 코팅)과 같은 수지 코팅의 이용은 열 전달의 비율을 증가시킬 수 있다. 또한, 활성화 슬롯 영역 도처에서 관통하도록(penetrate) 위에서 언급된 열 가소성을 허용함으로써, 매우 높은 열 전달은 단부 턴을 위함뿐만 아니라 활성화 와인딩 요소를 위해 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 슬롯 라이너들(slot liners), 또는 강화된 열 전도성을 구비하는 슬롯 라이너들은 스테이터 코어(101) 및 와인딩(105) 사이에서 높은 열 전달을 제공하는 동안 적층물들로부터 전기적으로 와인딩(105)을 절연하도록 슬롯들(수지 코팅 대신에 또는 더하여) 내에서 이용된다.
일 실시예에 있어서, 단부 턴 단면(end turn cross section)은 종래의 "불지 패턴(bulge pattern)"에 대응되는 바와 같은, 직사각형으로써 유지된다. 이는 와인딩(105)이 완료된 후 쉽게 설치되는 매니폴드를 가능하게 하는 동시에(while), 수직 벽들(straight walls)을 구비하는 단순한 매니폴드 디자인을 허용한다. 또한, 이러한 디자인은 스테이터 매니폴드 및 단부턴 사이의 개선된 열 전달을 가능하게 할 수 있고; 이러한 열 전달은 단부 턴 및 스테이터 매니폴드 사이의 어떠한 잽을 채우도록 수지(165)를 제공함(예를 들어, 분사)으로써 더 개선될 수 있다. 스테이터 매니폴드는 단부 턴의 상단면과 열 접촉으로 이끌어질 수 있는 상단 플랜지(top flange)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 스테이터 매니폴드는 환형 단부 요소(annular end element)에 의해 연결되는 두 개의 짧은 동심 관 영역들을 포함할 수 있고; 내부 튜브 영역(inner tube section)은 단부 턴과 열 접촉에 있는 상간 플랜지를 형성할 수 있다. 이 특징은 와인딩(105)을 위해 추가되는 보호를 제공하는 동시에, 유체 및 단부 턴 사이의 열 전달을 더 개선한다.
도 6a 내지 도 6c 및 도 7a 내지 도7c을 참조하여, 구조는 유체와 매니폴드의 별들 사이에 열 전달을 강화하는 각 스테이터 매니폴드 내부에 추가될 수 있다. 예를 들어, 로터 및 스테이터 코어 들 모두에서 이용되는 것과 유사한 개구들을 가지는, 환형 금속성(annular metallic ; 예를 들어, 알루미늄) 적층물들은 매니폴드 냉각 요소들(도 6a내지 도 6c 및 도 7c에서 도시되는)을 형성하도록 적층(및 함께 접착(bonded)될 수 있음)된다. 전방 요소는 전방 스테이터 매니폴드 쿨러(104)로써 참조되고, 후방 요소는 후방 스테이터 매니폴드 쿨러(160)로서 참조된다. 이러한 요소들은 스테이터 매니폴드 유체 채널들(128, 161) 내부에서 압입(press-fitted)될 수 있어서 효율적인 열 접촉은 각각의 매니폴드들 및 매니폴드 쿨러들 사이에서 달성된다. 로터 및 스테이터 코어들과 같이, 매니폴드 쿨러는, 두 타입3 적층물들(630) 사이에서, 교차하는 타입1 적층물들(610) 및 타입2 적층물들(620)의 적층을 포함할 수 있고, 타입3 적층물들(630)은 매니폴드 쿨러 유동 다이렉터 역학을 하도록 서로에 대해 수놓는다. 타입1 적층물들(610)은 상대적으로 넓은 유체 개구들(615)을 가질 수 있고, 타입2 적층물들(620) 및 타입3 적층물들(630)은 상대적으로 좁은 유체 개구들(625, 635)를 가질 수 있다. 이러한 요소들을 통한 유체 유동은 스테이터 매니폴드 벽들을 통한 단부 턴들로부터 전달되는 열을 효과적으로 제거하는 것을 제공한다. 유사한 내부 구조(interior structures; 예를 들어, 적층물들의 세트들)은, 예를 들어, 유체로 로터 케이지(159)의 단부 링들로부터 열 유동을 증가시키도록 로터 매니폴드들(109, 155) 내의 로터 매니폴드 쿨러들로서 사용될(employed) 수 있다. 도 1a 및 도 7b에서, 스테이터 매니폴드 쿨러들(104, 160)의 수조의 몇몇 상세한 설명은 간단화되었고, 개략적으로 도시된다. 편의상(For simplicity), 스테이터 매니폴드의 유입구(133) 또는 배출구(129)는 도7b 및 도 7c에서 도시되지 않는다. 전방 스테이터 매니폴드(103)는 후방 스테이터 매니폴드(135)와 동일하거나 유사할 수 있다. 도 7b는 후방 스테이터 매니폴드(135) 내의 돌출부들을 도시하고, 돌출부들은 스테이터 매니폴드 쿨러의 타입2 적층물들의 교차하는 개구들을 막도록 위치되고 크기 정해진다. 이러한 종류의 돌출부들(190)이 이용될 때, 적층물 적층의 형태는 타입3 및 타입1 적층물들이 돌출부들(190)을 맞물리는 적층의 단부로부터 생략될 수 있는 도 2와 다를 수 있다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하여, 로터 매니폴드는 샤프트 홀(shaft hole; 710)을 형성하는 중앙 관 부분(central tubular portion)을 가질 수 있다. 중앙 관 부분은 로터 매니폴드 유체 채널(730)과 샤프트(115) 내의 방사방향 홀들(125, 151) 사이에 흐르는 유체를 허용하도록 컷아웃들(cutouts)을 가질 수 있다. 로터 매니폴드는 도 8b 및 도 8c에서 도시된 바와 같이, 레지스터(register; 750)를 포함할 수 있고, 상부는 밸런싱 퍼티와 같은 밸런싱 물질 확보를 돕는다. 레지스터(750)의 하나 이상의 표면들은 홀들, 돌출부들 또는 리세스들과 같은 특징들(755; features을 가질 수 있다. 하나 이상의 표면들은 레지스터(750)에 밸런싱 퍼티(balancing putty)의 확보를 용이하게 하도록 거칠어질 수 있다(즉, 하나 이상의 표면들은 복수 개의 작은 돌출부들 및 리세스들을 포함할 수 있음). 특징들(755)은 도 8b에서 개략적으로 도시된다.
로터 케이지(159)는 기존에 존재하던 것일 수 있고 거푸집(cast; 예를 들어, 알루미늄 또는 구리)일 수 있으며, 또는 구조화될(structured; 예를 들어 구리 ) 수 있다. 일 실시예에서, 로터 케이지(159)는 로터 코어(127) 상에 위치한 로터 매니폴드를 구비하는 거푸집이고; 로터 매니폴드는 주조 처리(casting process) 동안 용융 금속(molten metal)을 위한 유체 길 역할을 하는 홀들(760)을 가질 수 있다. 또한, 로터 매니폴드 내의 이러한 홀들(760)은 로터의 강도(strength)를 증가시키는, 주조 후에 로터 매니 폴드에 로터 케이지(159)를 고정시킬(anchor) 수 있다. 로터 매니폴드들(109, 155; 도8a 내지 도8c에서 도시된)은 로터 케이지(159)가 거푸집인 경우에 단부 링 내부에 수용되는 외부 림(outer rim) 또는 다른 특징을 포함할 수 있다. 이러한 림은 단부 링을 위해 추가된 기계적인 강도를 제공할 수 있고, 따라서 단부 링 실패(end ring failure)없이 회전 증가된 회전 속도를 가능하게 한다. 도 8d에서 도시된 바와 같이, 로터 매니폴드는 단부 링(1310) 내측에 있을 수 있고, 단부 링 내로 연장하는 특징(feature)은 단부 링(1310)을 냉각하고 확보하는, 단부링(1310) 내로 연장하는 ("T"자 단면 모양을 가지는) 돤 부분 및 환형 부분을 포함할 수 있다. 도 8d의 실시예에서의 전방 또는 후방 로터 매니폴드(109, 155)의 비율(proportions)은 도 1a의 대응하는 요소들의 것과 다르다. 유사하게, 예를 들어, 도 7a의 실시예에서 스테이터 매니폴드(135)의 비율은 도 1a 및 도 1c의 것과 다른다. 당업자들에게 이해되는 바와 같이, 이러한 변형, 뿐만아니라 구성요소들의 비율이 다른 변형은, 본 발명의 사상과 범위 내에 있다. 도 9는 로터 코어 및 스테이터 코어의 확대된 개략적인 도면이다.
도 10을 참조하여, 몇몇 실시예들에서 로터 코어의 각 적층물(310, 320, 330)은 인접한 적층물들(310, 320, 330)에 대해 수놓아질 수 있어서, 타입2 적층물들(320)의 개구들(325)에 의해 형성되는 유체 통로들(139)은 직선, 곡선 대신에, 로터의 중심축과, 즉 로터 샤프트와 동축으로 나선을 형성한다. 예를 들어, 도 10의 실시예에서, 두 나선들(1010, 1020) 중, 네 개의 이러한 나선들 중 하나 상에 있는 각 개구(325)는 도 10에서 확인된다. 전방 로터 유동 다이렉터(330)의 두 개구들(335)은 네 개의 나선들 중 다른 두 개 상에 있다. 나선들의 피치(pitch)는 도 10에서 도시된 것보다 작거나 클 수 있다. 일 실시예에서, 피치는 나선 바들을 구비하는 로터 케이지의 것에 매치하도록(to match) 선택될 수 있고, 로터의 길이를 넘는(over) 바-사이 간극(spacing)의 1/2 내지 1과 1/2의 수놓음에 대응할 수 있다. 유사하게, 다른 실시예들에서 매니폴드 쿨러들 하나 또는 둘 모두 또는 스테이터의 유체 통로들은 나선형일 수 있다.
몇몇 적용들에서, 개시된 인덕션 기계(induction machine; 100)의 기능적인 요소들은 연관된 요소 및 그 반대의 일부일 수 있다. 예를 들어, 인덕션 기계(100)가 기어 박스(gear box)를 구동하는 경우에, 기어 피니언(gear pinion)은 모터 샤프트(115)의 전체 부분(integral part)일 수 있고, 반면에 대응하는 베어링은 기어 박스의 일부일 수 있다. 유사한 방식으로, 하나 또는 둘 모두의 유체 커플링들 또는 하나 또는 둘 모두의 스테이터 매니폴더들은 기어 박스들, 인버터들 또는 탠덤 기계들(tandem machines)와 같은, 외부 요소들의 부분들인 것이 가능하다. 또한, 비록 전기 기계(100)가 인덕션 모터로서 기술되지만, 이는 기어박스를 포함하는 기계, DC 브러시리스 기계(DC brushless machine) 또는 리니어 기계(linear machine)와 같은, 다른 기계나 일 수 있고, 또는 그 일부일 수 있다. 일 실시예에서, 전기 기계는 영구자석 로터(permanent magnet rotor)를 구비하는 영구자석 기계(permanent magnet machine)이고, 스테이터는 위에서 기술된 특징들 모두 또는 몇몇을 포함한다. 일 실시예에서, 전기 기계에 연결되거나 일부인 기어 박스는 유체 커플링, 베어링, 벨, 및/또는 스테이터 매니폴드를 포함하거나, 지지한다. 전기 기계의 로터는 도 1a의 실시예에서와 같이, 스테이터 내부에 있을 수 있거나, 전기 기계는 스테이터가 로터 내부에 있는, "뒤집는(inside out)" 형태에서 조립(constructed)될 수 있다. 어떠한 일 적층물 내부의 유체 개구들은 모양 및/또는 크기가 다르거나 동일할 수 있고, 일 적층물에서의 유체 개구는 다른 적층물들 내의 유체 개구로부터, 크기 및/또는 모양이, 다르거나, 다른 적층물 내의 유체 개구와 동일할 수 있다. 일 실시예에서 전기 기계의 오직 스테이터 또는 오직 로터만 냉각된다.
스테이터 및 로터 코어들 둘 모두를 위해, 적층물들 사이의 작은 갭들, 또는 "적층물 사이 틈(interlamination fissures)"은 유체 누출을 야기할 수 있다. 이러한 누출을 줄이기 위해 몇몇의 방법들을 이용할 수 있다. 스테이터 및 로터 둘 모두를 위해, 관통하는 밀폐제들(penetrating sealants)은 적층물 사이 틈(fissures) 내로 나르는(wick) 것이 허용되고 외부로 적용될 수 있다. 스테이터를 위해, 에폭시 파우더 코팅과 같은 외부 수지 코팅은 "통합된 인클로져"로써 제공하는 것으로 응용될 수 있다. 인클로저(185; 도 1a)는 단부 벨들 또는 스테이터 매니폴드에 밀봉되고 스테이터를 넘어서 위치되는, 예를 들어 알루미늄 슬리브인, 슬리브일 수 있다. 밀봉은 O-링, 밀봉제(187), 또는 크림프(crimp)에 의해 영향을 받을 수 있다. 마지막으로, 로터 공동에 들어가는 어떠한 유체 누출을 위해, 작은 배유 펌프(136; 도 1a)는 주 유체 경로에 누출된 유체를 되돌리도록 이용될 수 있다.
예시
프로토 타입 네 기둥 기계(prototype four pole machine)는 설계되고, 제조되었으며, 열 적으로 시험되었다. 기계의 대략적인 총 질량은 12.2kg이고; 포팅 및 매니폴드들을 포함하는, 스테이터 질량은 7.3kg이며; 샤프트를 포함하는 로터 질량은 3.8kg이다. 외부 직경은 6.2"이고 전체 길이는 축 투영(shaft projection)을 제외하고 6.1"이다. 스테이터와 로터 활성화 적층 높이는 2.50"이다. 적층물의 두께는 01.010"이다. 스테이터 및 로터 둘 모두를 위한 열 전달 데이터 및 유체 유동은 표 1에서 나열된다.
로터와 스테이터 데이터
스테이터 유체유동 분당 11리터
스테이터 수두손실(ATF, 25 °C) 7psi
스테이터 열 방출 254W
ATF 유입구 온도(정상 상태) 28.4 °C
뒷 철 온도 29.3 °C
온도 델타 0.9 °C
열 임피던스(cooling channels to ATF) 0.0035 °C/W
로터 유체 유동 5 liters per minute
로터 수두손실(ATF, 25 °C) 7 psi
로터 열 방출 86 W
ATF 유입구 온도 21.3 °C
로터 표면 온도 26.3 °C
온도.델타 5.0 °C
열 임피던스(rotor surf. to ATF) 0.058 °C/W
열 임피던스(rotor surface to cooling channels) 0.044 °C/W
열 임피던스(cooling channels to ATF) 0.014 °C/W
비록 횡방향 수냉식 로터 및 스테이터를 구비하는 인덕션 모터의 예시적인 실시예들이 본원에서 명확하게 기술되고 도시되었지만, 많은 변형들 및 변경들은 당업자들에게 명백할 것이다. 또한, 본 발명의 원리에 따라서 제작된 횡방향 수냉식 로터 및 스테이터를 구비하는 인덕션 모터가 본원에서 명확하게 기술된 바와 다른 것으로 구체화 되는 것은 이해된다. 또한, 본 발명은 다음의 청구범위, 및 그것의 동등물들에 의해 정의된다.
100 : 전기 기계
101 : 스테이터 코어
103 : 스테이터 매니폴드
104 : 스테이터 매니폴드 쿨러
105 : 와인딩
107 : 단부 벨
108 : 로터 유동 다이렉터
109 : 로터 매니폴드
112 : 유체 채널
113 : 샤프트 밀봉
115 : 샤프트
121 : 방사방향 홀
123 : 베어링
125 : 방사방향 홀
127 : 로터 코어
131 : 스테이터 유체 통로
135 : 스테이터 매니폴드
137 : 공기 갭
139 : 로터 유체 통로
141 : 베어링
143 : 축방향 홀
145 : 후방 샤프트 플러그
147 : 방사방향 홀
149 : 샤프트 밀봉
151 : 방사방향 홀
153 : 유체 채널
155 : 로터 매니폴드
157 : 단부 벨
158 : 로터 유동 다이렉터
159 : 케이지
160 : 스테이터 매니폴드 쿨러
163 : 스테이터
165 : 포팅 수지
170 : 로터
172 : 와인딩 단부 턴
178 : 스테이터 매니폴드 포트
180 : 유체 커플링
190 : 돌출부
210 : 유체 통로
220 : 유체 통로
240 : 적층물 단부
250 : 적층물 단부
252 : 자동 변속 유체
253 : 물-기반 솔루션
255 : 변압기 오일
260 : 유체 채널
310 : 타입1 적층물
312 : 웹
315 : 개구
320 : 타입2 적층물
325 : 개구
330 : 타입3 적층물
335 : 개구
630 : 타입3 적층물
610 : 타입1 적층물
620 : 타입2 적층물
710 : 샤프트 홀
730 : 유체 채널
750 : 레지스터
760 : 홀
1310 : 단부 링

Claims (27)

  1. 스테이터, 상기 스테이터는 복수 개의 적층된 자기 적층물들을 가지는 스테이터 및 스테이터 와인딩을 가지고, 상기 스테이터 코어의 상기 적층물들 각각은 복수 개의 스테이터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 복수 개의 개구들을 가지며, 상기 복수 개의 스테이터 유체 채널들의 스테이터 유체 채널은 완전히 축방향이 아님;
    로터, 상기 로터는 복수 개의 적층된 자기 층들을 가지는 로터 코어 및 샤프트를 가지고, 상기 로터 코어의 상기 적층물들 각각은 복수 개의 로터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지는 복수개의 개구들을 가짐; 및
    상기 로터 유체 채널들과 유체연통에 있는 회전식 유체 커플링;
    을 포함하고,
    상기 로터 및 상기 스테이터는 상기 로터 및 상기 스테이터 사이의 공기 갭을 포함하는 자기 경로를 형성하도록 구성되는 전기 기계.
  2. 제1항에 있어서,
    ;상기 스테이터 코어의 상기 적층물들의 복수개의 상기 개구들은 상기 샤프트와 나선 동축 상에 있고 및/또는
    상기 로터 코어의 상기 적층물들의 복수 개의 상기 개구들은 상기 샤프트와 나선 동축 상에 있는, 기계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수개의 로터 유체 채널들의 로터 유체 채널들 완전히 축방향이 아닌, 기계.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 :
    스테이터 매니폴드, 상기 스테이터 매니폴드는 상기 스테이터 유체 채널들과 유체연통에 있는 스테이터 매니폴드 유체 채널을 가지고, 및
    로터 매니폴드, 상기 로터 매니폴드는 상기 로터 유체 채널들과 유체연통에 있는 로터 매니폴드 유체 채널을 가짐,
    을 더 포함하는, 기계.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스테이터 코어의 적측물은 제1 개구 및 제2 개구를 포함하고, 상기 제1 개구는 상기 제2 개구와 크기 및/또는 모양이 다르며, 및/또는
    상기 로터 코어의 적층물은 제1 개구 및 제2 개구를 포함하고 상기 제1 개구는 상기 제2 개구와 크기 및/또는 모양이 다른, 기계.
  6. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 스테이터 코어 및 상기 로터 코어는 :
    제1 축 방향 및 복수 개의 실질적으로 동일한 개구들을 가지는 제1 적층물; 및
    제2 축방향 및 복수 개의 실질적으로 동일한 개구들을 가지는 제2 적층물,
    을 포함하고,
    상기 제1 적층물의 상기 개구들 중 하나는 상기 제2 적층물의 상기 개구들 중 하나와 크기 및/또는 모양이 다르고, 및/또는 상기 제1 축 방향이 상기 상기 제2 축 방향와 다른, 기계.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이터 코어 및 상기 로터 코어 각각은 :
    제1 축 방향 및 복수 개의 실질적으로 동일한 제1 개구들을 가지는 제1 적층물; 및
    제2 축 방향 및 복수 개의 실질적으로 동일한 제2 개구들을 가지는 제2 적층물;
    을 포함하고,
    상기 제1 개구 중 하나는 상기 제2 개구 중 하나와 크기 및/또는 모양이 다르고, 및/또는 상기 제1 축 방향은 상기 제2 축 방향과 다른, 기계.
  8. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 스테이터 코어 및 상기 로터 코어는 :
    개구를 가지는 제1 적층물; 및
    상기 제1 적층물에 인접한 제2 적층물, 상기 제2 적층물은 상기 제1 적층물의 개구와 모양 및/또는 크기가 다름;
    을 포함하는, 기계.
  9. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 스테이터 코어 및 상기 로터 코어는
    제1 적층물; 및
    상기 제1 적층물과 같이, 실질적으로 동일한 축방향을 가지고, 실질적으로 동일하며, 인접한 제2 적층물;
    을 포함하는, 기계.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 스테이터의 상기 적층물들의 제1 적층물은 상기 스테이터의 상기 적층물들 중 제2 적층물과 실질적으로 동일하고, 및/또는
    상기 로터의 상기 적층물의 제1 적층물은 상기 로터의 상기 적층물들 중 제2 적층물과 실질적으로 동일한, 기계.
  11. 제 4항에 있어서,
    상기 로터 코어에 확보되는 유동 다이렉터 및/또는 상기 스테이터 코어에 확보되는 유동 다이렉터를 더 포함하는, 기계.
  12. 제 4항에 있어서,
    적어도 하나의 :
    상기 스테이터의 적층물의 개구 내로 연장하는 돌출부를 가지는 유동 다이렉터 및
    상기 로터의 적층물의 개구 내로 연장하는 돌출부를 가지는 유동 다이렉터,
    를 더 포함하는, 기계.
  13. 제 4항에 있어서,
    상기 스테이터 코어는 제2 적층물 및 상기 스테이터 코어의 일 단부에서의 제1 적층물을 포함하고, 상기 제1 적층물은 적어도 하나의 개구를 가지며 상기 제2 적층물은 상기 제1 적층물의 어떠한 개구와도 겹치지 않는 적어도 하나의 개구를 가지는, 기계.
  14. 제 4항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 스테이터 코어 및 상기 로터 코어는 :
    상기 코어의 제1 단부에서, 적어도 하나의 개구를 가지는, 제1 적층물; 및
    상기 제1 단부의 반대 상기 코어의 단부에서, 적어도 하나의 개구를 가지는, 제2 적층물;
    을 포함하고, 상기 제2 적층물은 상기 제1 적층물의 어떠한 개구에도 겹치지 않는 개구를 가지며,
    상기 제1 적층물은 상기 제2 적층물의 어떠한 개구에도 겹치지 않는 개구를 가지는, 기계.
  15. 제 4항에 있어서,
    상기 스테이터 코어 및 상기 스테이터 와인딩 사이의 공간, 및/또는
    상기 스테이터 와인딩의 단부 턴 및 상기 스테이터 매니폴드 사이의 공간, 및/또는
    상기 스테이터 와인딩 내부의 공간,
    을 채우고, 상기 스테이터 코어는 대략 10%보다 작은 공극률을 구비하는, 수지, 대략 0.4 W/m/°C보다 큰 열 전도성을 가지는 전기적 절연 수지를 포함하는, 기계.
  16. 제 4항에 있어서,
    상기 스테이터 매니폴드는 상기 회전식 유체 커플링과 유체연통에 있는, 기계.
  17. 제 4항에 있어서,
    상기 스테이터 매니폴드 유체 채널은 복수 개의 적층된 스테이터 매니폴드 쿨러 적층물들을 포함하고,
    상기 스테이터 매니폴드 쿨러 적층물들 각각은 복수 개의 스테이터 쿨러 개구들을 가지고, 상기 스테이터 쿨러 개구들은 복수 개의 스테이터 매니폴드 쿨러 유체 채널들을 형성하도록 겹치는, 기계.
  18. 제 17항에 있어서,
    복수 개의 스테이터 매니폴드 쿨러 유체 채널들의 스테이터 매니폴드 쿨러 유체 채널은 완전히 축방향이 아닌, 기계.
  19. 제 1항에 있어서,
    로터 매니폴드, 상기 로터 매니폴드는 상기 로터 유체 채널들과 유체연통에 있는 로터 매니폴드 유체 채널들 가짐,
    을 더 포함하고,
    상기 로터 매니폴드는 상기 로터 매니폴트 유체 채널 내에 유체 및 상기 로터 매니폴드 사이의 열 전달을 강화하도록 구성되는 내부 구조를 가지고,
    상기 로터는 두 개의 단부 링들과 복수 개의 축 바들을 가지는 로터 케이지를 더 포함하며,
    상기 로터 매니폴드는 상기 두 개의 단부 링들의 단부 링 내부에 끼워지는 돌출부를 가지는, 기계.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 로터 매니폴드는 밸런싱 물질로 확보하도록 구성되는, 홀, 리세스, 또는 돌출부를 가지는, 기계.
  21. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트의 단부를 지지하도록 구성되는 베어링; 및
    상기 베어링을 지지하도록 구성되는 단부 벨;
    을 더 포함하고,
    상기 베어링은 상기 단부 벨 및 상기 샤프트 사이에서 전기적으로 전도성 있는 길의 일부를 형성하지 않는, 기계.
  22. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이터 코어의 외부 표면 및/또는 상기 로터 코어의 외부 표면은 수지로 밀봉되는, 기계.
  23. 제 4항에 있어서,
    상기 스테이터 코어를 에워싸는 인클로저를 더 포함하고, 상기 인클로저는 상기 기계로부터 유체의 누출을 방지하도록 구성되는, 기계.
  24. 제 1항에 있어서,
    상기 스테이터 유체 채널들 내 및 상기 로터 유체 채널들 내에 유체를 더 포함하고, 상기 유체는 : 자동 변속 유체, 변압기 오일, 물-기반 솔루션로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 기계.
  25. 제 1항에 있어서,
    주 유체 경로로 누출된 유체를 되돌리도록 구성되는 배유펌프를 더 포함하는, 기계.
  26. 스테이터;
    로터;
    상기 스테이터의 냉각을 위한 제1 냉각 수단; 및
    상기 로터의 냉각을 위한 제2 냉각 수단,
    상기 제1 냉각 수단은 복수 개의 스테이터 유체 채널들을 포함하고, 상기 스테이터 유체 채널들 중 하나는 완전히 축방향이 아니며, 상기 제2 냉각 수단은 복수 개의 로터 유체 채널들을 포함하는 전기 기계.
  27. 스테이터 와인딩; 및
    복수 개의 적층된 자기 스테이터 적층물들을 포함하는 스테이터 코어, 상기 스테이터 적층물 각각은 복수 개의 스테이터 개구들을 가지고, 상기 스테이터 개구들은 복수 개의 스테이터 유체 채널들을 형성하도록 겹쳐지며, 상기 복수 개의 스테이터 유체 채널들의 유체 채널은 완전히 축방향이 아님;
    을 포함하는 스테이터,
    샤프트; 및
    복수 개의 적층된 자기 로터 적층물들을 포함하는 로터 코어, 상기 로터 적층물들 각각은 복수 개의 로터 개구들을 가지고, 상기 로터 개구들은 복수 개의 로터 유체 채널을 형성하도록 겹쳐지며, 상기 복수 개의 로터 유체 채널들의 유체 채널은 완전히 축방향이 아님;
    을 포함하는 로터,
    상기 로터 유체 채널들과 유체연동에 있는 회전식 유체 커플링;
    상기 스테이터의 단부에 확보되는 단부 벨, 상기 단부 벨은 밸런싱 퍼티를 확보하도록 구성되는 특징을 포함함;
    상기 샤프트의 단부를 지지하도록 구성되고, 상기 단부 벨에 의해 지지되는 베어링, 상기 베어링은 내부 레이스, 외부 레이스 및 비-전도성 요소를 포함하고, 내부 레이스는 외부 레이스로부터 절연됨;
    상기 회전식 유체 커플링과 유체연통에 있고 상기 스테이터 유체 채널들과 유체연통에 있는 스테이터 매니폴드 유체 채널을 포함하는 스테이터 매니폴드;
    상기 로터 유체 채널들과 및 상기 회전식 유체 커플링과 유체 연통에 있는 로터 매니폴드 유체 채널을 포함하는 로터 매니폴드;
    주 유체 경로로 누출된 유체를 되돌리도록 구성되는 배유펌프;
    를 포함하는, 기계.

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230032787A (ko) * 2021-08-31 2023-03-07 주식회사 제이티에스씨 냉각 효율이 개선된 고정자

Families Citing this family (79)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014097472A1 (ja) * 2012-12-21 2014-06-26 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機および圧縮機
US9985500B2 (en) * 2014-03-27 2018-05-29 Prippell Technologies, Llc Induction motor with transverse liquid cooled rotor and stator
US10756583B2 (en) 2014-07-25 2020-08-25 Enure, Inc. Wound strip machine
US11255612B2 (en) 2014-07-25 2022-02-22 Enure, Inc. Wound strip machine
WO2016014849A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Prippel Technologies, Llc Fluid-cooled wound strip structure
DE112016000531T5 (de) 2015-01-30 2017-11-02 Prippell Technologies, Llc Stator einer elektrischen Maschine mit flüssigkeitsgekühlten Zinken
WO2016143047A1 (ja) * 2015-03-09 2016-09-15 三菱電機株式会社 モータの回転子及びこれを用いた圧縮機用モータ並びに圧縮機
DE102015225589A1 (de) * 2015-12-17 2017-06-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Kühleinrichtung
DE102016200423A1 (de) * 2016-01-15 2017-07-20 Continental Automotive Gmbh Elektrische Maschine
US10008907B2 (en) 2016-03-17 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Over mold with integrated insert to enhance heat transfer from an electric machine end winding
US10097066B2 (en) 2016-03-17 2018-10-09 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US10086538B2 (en) 2016-03-17 2018-10-02 Ford Global Technologies, Llc Thermal management assembly for an electrified vehicle
US10008908B2 (en) 2016-03-17 2018-06-26 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US10135319B2 (en) 2016-03-17 2018-11-20 Ford Global Technologies, Llc Electric machine for vehicle
US10536055B2 (en) 2016-03-17 2020-01-14 Ford Global Technologies, Llc Thermal management assembly for an electrified vehicle
US10038351B2 (en) 2016-03-17 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Thermal management assembly for an electrified vehicle
US10030777B2 (en) * 2016-04-11 2018-07-24 Prippell Technologies, Llc Dynamic fluid seal
US10473222B2 (en) * 2016-04-11 2019-11-12 Prippell Technologies, Llc Dynamic fluid seal
DE102016209173A1 (de) * 2016-05-25 2017-11-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Rotor für eine elektrische Maschine
DE102016222846A1 (de) * 2016-11-21 2018-05-24 Audi Ag Elektrische Maschine
DE102016124632A1 (de) * 2016-12-16 2018-06-21 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektromotor
DE102017201117A1 (de) * 2017-01-24 2018-07-26 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine
WO2018139497A1 (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 株式会社Ihi 電動コンプレッサ
JP6916623B2 (ja) * 2017-01-30 2021-08-11 株式会社荏原製作所 モータ取付用ブラケット、モータ取付構造、基板処理装置
FI20175174L (fi) * 2017-02-24 2018-08-25 Lappeenrannan Teknillinen Yliopisto Oikosulkukoneen roottori
DE102017203156A1 (de) * 2017-02-27 2018-08-30 Magna powertrain gmbh & co kg Elektrische Maschine für ein Kraftfahrzeug
EP3379696A1 (de) * 2017-03-21 2018-09-26 Siemens Aktiengesellschaft Synchrone reluktanzmaschine
DE102017112348A1 (de) * 2017-06-06 2018-12-06 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Elektrische Maschine
CN107425633B (zh) * 2017-07-24 2019-05-24 西安交通大学 一种提高稳定性的发电机转子动力特性参数均匀化结构
JP7028249B2 (ja) * 2017-09-08 2022-03-02 株式会社アイシン ロータ
DE102017218933A1 (de) * 2017-10-24 2019-04-25 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kühlvorrichtung für einen Stator einer elektrischen Maschine eines Kraftfahrzeugs, Stator sowie Kraftfahrzeug
FR3074377B1 (fr) * 2017-11-29 2019-10-18 Psa Automobiles Sa Carter de moteur
US10923972B2 (en) * 2017-12-01 2021-02-16 American Axle & Manufacturing, Inc. Electric motor having stator with laminations configured to form distinct cooling channels
DE102017129212A1 (de) 2017-12-08 2019-06-13 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Rotor mit Kühlung
JP6654655B2 (ja) * 2018-02-19 2020-02-26 トヨタ自動車株式会社 回転電機のロータ
US11183907B2 (en) * 2018-07-11 2021-11-23 Abb Schweiz Ag Electrical apparatus and methods for forming an electrical machine and an electrical apparatus
JP2020014355A (ja) 2018-07-20 2020-01-23 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ モータ
DE102018118276A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Rotoranordnung für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine für ein Fahrzeug und Fahrzeug
DE102018118274A1 (de) * 2018-07-27 2020-01-30 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Endplatte für eine Rotoranordnung einer elektrischen Maschine, Rotoranordnung für eine elektrische Maschine und Fahrzeug
US11121597B2 (en) 2018-08-08 2021-09-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid module including rotor having coolant flow channels
TWI678055B (zh) * 2018-08-31 2019-11-21 煊銘國際股份有限公司 模組式馬達構造
CN110957842B (zh) * 2018-09-27 2023-10-20 株式会社电装 旋转电机
CN209150811U (zh) * 2018-12-10 2019-07-23 日本电产株式会社 定子元件、定子组件、马达和机电设备
US11515757B2 (en) * 2018-12-17 2022-11-29 Flux Drive, LLC Magnetic drive having a liquid-cooled high torgue and high-power apparatus
DE102019200098A1 (de) * 2019-01-07 2020-07-09 Audi Ag Fluidgekühlter Rotor für eine elektrische Maschine
JP2020120425A (ja) * 2019-01-18 2020-08-06 本田技研工業株式会社 ロータ
US11018555B2 (en) 2019-02-13 2021-05-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Induction motor rotor cooling design
US11139719B2 (en) 2019-02-13 2021-10-05 Hamilton Sundstrand Corporation Dual fluid rotating shaft
US11489408B2 (en) * 2019-02-13 2022-11-01 Hamilton Sundstrand Corporation Dual fluid rotating shaft
US11056952B2 (en) * 2019-02-28 2021-07-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Electric machine with internal cooling passageways
US11336151B2 (en) 2019-05-06 2022-05-17 Rolls-Royce Plc Fluid cooling of grease-packed bearings
US11218050B2 (en) * 2019-06-06 2022-01-04 GM Global Technology Operations LLC Motor stator back-iron cooling through internal channels
DE102019217529A1 (de) * 2019-11-13 2021-05-20 Zf Friedrichshafen Ag Antrieb für eine Mischtrommel eines Fahrmischers
CN110752714A (zh) * 2019-11-15 2020-02-04 江麓机电集团有限公司 一种集冷却和润滑一体的电驱动装置
CN112701980A (zh) * 2019-11-18 2021-04-23 沈阳工业大学 一种感应电机恒压频比调速系统的能效优化方法
DE102019218531A1 (de) * 2019-11-29 2021-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinheit, umfassend eine elektrische Maschine und ein Getriebe
DE102019132942B4 (de) * 2019-12-04 2024-07-25 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Antriebseinheit und Antriebsanordnung
US11489386B2 (en) * 2019-12-18 2022-11-01 Ge Aviation Systems Llc Wet and dry cavity generator systems and methods of manufacturing the same
US11095192B1 (en) * 2020-01-28 2021-08-17 Arthur Leon Kowitz System for cooling an electric motor
DE102020106341B4 (de) * 2020-03-09 2022-08-04 Audi Aktiengesellschaft Elektrische Maschine
DE102020112510A1 (de) 2020-05-08 2021-11-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Elektrische Antriebseinrichtung und Antriebsanordnung
US11535097B2 (en) 2020-05-11 2022-12-27 Atieva, Inc. Motor cooling system utilizing axial coolant channels
US11462957B2 (en) * 2020-05-11 2022-10-04 Atieva, Inc. Motor cooling system utilizing axial coolant channels
US11462958B2 (en) 2020-05-11 2022-10-04 Atieva, Inc. Stator-integrated manifold assembly to supply coolant to axial coolant channels
KR20220022296A (ko) * 2020-08-18 2022-02-25 현대자동차주식회사 차량용 구동모터
DE102020127829A1 (de) 2020-10-22 2022-04-28 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Elektrische Maschine, Getriebemotor mit einer elektrischen Maschine und Fahrzeug mit einer elektrischen Maschine
DE102020214044A1 (de) * 2020-11-09 2022-05-12 Valeo Siemens Eautomotive Germany Gmbh Elektrische Maschine mit umfangsseitigem Kühlmantel
DE102021204589A1 (de) * 2021-05-06 2022-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Rotorträger für eine elektrische Maschine sowie elektrische Maschine mit diesem
DE102021205801A1 (de) 2021-06-09 2022-03-31 Zf Friedrichshafen Ag Elektrische Maschine mit einem Stator und einem Rotor
DE102021213736A1 (de) 2021-12-02 2023-06-07 Valeo Eautomotive Germany Gmbh Kompakter Rotor für eine elektrische Maschine mit induktivem Übertrager sowie elektrische Maschine und Fahrzeug dazu
CN114189095B (zh) * 2021-12-31 2023-06-30 广州小鹏汽车科技有限公司 电机及汽车
US11942825B2 (en) * 2022-01-12 2024-03-26 Dana Automotive Systems Group, Llc Cooling system for an electric machine
DE102022203326A1 (de) 2022-04-04 2023-10-05 Mahle International Gmbh Elektrische Maschine
EP4270741A1 (en) * 2022-04-28 2023-11-01 Valeo eAutomotive Germany GmbH Arrangement, comprising an electric motor
CN114825770B (zh) * 2022-05-05 2023-01-03 哈尔滨理工大学 一种分布式同步调相机定子轭背与转子护环级联水冷系统
CN115037070A (zh) * 2022-05-10 2022-09-09 小米汽车科技有限公司 电机定子及油冷电机
DE102022208672A1 (de) 2022-08-22 2024-02-22 Volkswagen Aktiengesellschaft Rotor für eine Asynchronmaschine mit Kühlkanälen, Asynchronmaschine und Kraftfahrzeug
CN115967208B (zh) * 2023-03-16 2023-05-12 四川宜宾力源电机有限公司 一种新能源汽车混合冷却式电机
CN118017794B (zh) * 2024-04-08 2024-06-25 浙江大学 感应式电磁泵

Family Cites Families (75)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1877904A (en) 1929-08-14 1932-09-20 Westinghouse Electric & Mfg Co Rotor ventilation for turbo generators
US2433660A (en) 1946-10-18 1947-12-30 Gen Electric Core for electrical devices
US2792511A (en) 1954-03-17 1957-05-14 Westinghouse Electric Corp Oriented-punching cores for dynamoelectric machines
US2774000A (en) 1955-06-29 1956-12-11 Westinghouse Electric Corp Oriented-steel stator-cores
US3165655A (en) 1962-01-02 1965-01-12 Gen Electric Dynamoelectric machines
US3206964A (en) 1962-01-02 1965-09-21 Gen Electric Apparatus and method for helically winding strip material
US3288209A (en) 1964-04-13 1966-11-29 Dewandre Co Ltd C Heat transmitting tubes having helical fin means
SE318939B (ko) 1965-03-17 1969-12-22 Asea Ab
US3498370A (en) 1968-05-06 1970-03-03 Joseph E Raggs Heat exchanger
DE1763579A1 (de) 1968-06-26 1971-11-11 Siemens Ag Anordnung zur Fluessigkeitskuehlung der Staenderblechpakete elektrischer Maschinen,insbesondere fuer Turbogeneratoren
US3684906A (en) * 1971-03-26 1972-08-15 Gen Electric Castable rotor having radially venting laminations
US3896320A (en) 1971-10-19 1975-07-22 United Aircraft Corp High speed electric generator
US3827141A (en) 1972-05-17 1974-08-06 Skf Ind Trading & Dev Method of manufacturing an electric rotary machine
US4208597A (en) 1978-06-22 1980-06-17 Westinghouse Electric Corp. Stator core cooling for dynamoelectric machines
DE3006207C2 (de) 1980-02-15 1982-10-21 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrische Maschine mit einem Ständerblechpaket aus kornorientierten Blechen
JPS5941161A (ja) 1982-08-31 1984-03-07 Toshiba Corp 誘導電動機のかご形回転子
JPS60174445U (ja) 1984-04-25 1985-11-19 富士電機株式会社 固定子鉄心の通風ダクト
JPS6281954A (ja) 1985-10-03 1987-04-15 Toshiba Corp 篭形回転子の防錆方法
JPS63181644A (ja) * 1987-01-22 1988-07-26 Mayekawa Mfg Co Ltd 密封型電動機の回転子の冷却装置
EP0413791B1 (de) 1989-03-14 1993-05-12 STIERLIN, Hans Absorber für eine diffusionsabsorptionsanlage
US4993487A (en) 1989-03-29 1991-02-19 Sundstrand Corporation Spiral heat exchanger
US5859482A (en) 1997-02-14 1999-01-12 General Electric Company Liquid cooled electric motor frame
JPH10271716A (ja) 1997-03-21 1998-10-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機の固定子鉄心及びその製造方法
JP3788842B2 (ja) 1997-05-27 2006-06-21 株式会社日立製作所 車輪一体型電動機
JP3599168B2 (ja) 1999-02-12 2004-12-08 三菱電機株式会社 電動機および製造方法
HRP990222A2 (en) 1999-07-14 2001-10-31 Belobrajić Radivoj Magnetic core of alternative part of rotary engines made of magnetic sheet metal
US6879069B1 (en) 2000-06-21 2005-04-12 Bae Systems Controls Inc. Rotating machine with cooled hollow rotor bars
JP3661589B2 (ja) * 2000-11-21 2005-06-15 日産自動車株式会社 モータまたは発電機
JP3674523B2 (ja) * 2001-03-15 2005-07-20 三菱電機株式会社 回転電機の固定子及びその製造方法
US6727609B2 (en) * 2001-08-08 2004-04-27 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling of a rotor for a rotary electric machine
JP4032280B2 (ja) 2001-10-29 2008-01-16 株式会社安川電機 Ａｃモータの固定子の製造方法
FR2835046B1 (fr) 2002-01-21 2004-05-28 Rhodia Polyamide Intermediates Serpentin de circulation d'un fluide caloporteur, procede de fabrication d'un tel serpentin et reacteur comprenant un tel serpentin
JP2003324871A (ja) 2002-04-26 2003-11-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電気機器
US6954010B2 (en) 2002-05-06 2005-10-11 Aerovironment, Inc. Lamination cooling system
US7057324B2 (en) 2002-12-19 2006-06-06 General Electric Company Silicon steel punching orientation modifications to lower eddy current losses at the stator core end of dynamoelectric machines
JP4323940B2 (ja) 2002-12-20 2009-09-02 新日本製鐵株式会社 励磁機、界磁機およびそれを用いた同期機
JP2004236495A (ja) 2003-01-10 2004-08-19 Nippon Steel Corp 励磁機およびそれを用いた同期機
JP4369797B2 (ja) 2004-05-18 2009-11-25 新日本製鐵株式会社 ステータコアの製造方法
US20070013241A1 (en) 2005-07-13 2007-01-18 Schiferl Rich F Lamination stack cooling path
JP2007209070A (ja) 2006-01-31 2007-08-16 Tamagawa Seiki Co Ltd ステータ鉄心
DE102006007437B4 (de) * 2006-02-17 2013-11-07 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit einer Vorrichtung zur Vermeidung von schädlichen Lagerströmen und entsprechendes Verfahren
JP5058514B2 (ja) 2006-05-22 2012-10-24 京セラケミカル株式会社 樹脂モールドステータの製造方法および樹脂モールドステータ
JP2008109817A (ja) * 2006-10-27 2008-05-08 Nissan Motor Co Ltd 集中巻モータ
US7740057B2 (en) 2007-02-09 2010-06-22 Xi'an Jiaotong University Single shell-pass or multiple shell-pass shell-and-tube heat exchanger with helical baffles
US7845065B2 (en) 2007-11-07 2010-12-07 Gm Global Technology Operations, Inc. Method of making a rotating electric machine stator core
JP4363479B2 (ja) * 2007-11-09 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 回転電機および駆動装置
US7851966B2 (en) 2008-01-10 2010-12-14 Rippel Wally E Stator for electric machine with improved efficiency and thermal performance
US8198762B2 (en) 2008-01-31 2012-06-12 Pratt & Whitney Canada Corp. Winding end turn cooling in an electric machine
US8847464B2 (en) * 2008-06-12 2014-09-30 General Electric Company Electrical machine with improved stator flux pattern across a rotor that permits higher torque density
DE102008064498A1 (de) 2008-12-23 2010-07-01 Siemens Aktiengesellschaft Elektrische Maschine mit radial versetztem Kühlstrom und Kühlverfahren
JP5470015B2 (ja) 2009-12-04 2014-04-16 株式会社日立製作所 回転電機
NO338460B1 (no) 2009-12-16 2016-08-15 Smartmotor As Elektrisk maskin, dens rotor og dens fremstilling
JP5516022B2 (ja) 2010-04-27 2014-06-11 トヨタ自動車株式会社 回転電機
CN102598490B (zh) * 2010-05-18 2014-06-18 株式会社三井高科技 转子层叠铁心的制造方法
JP2011254571A (ja) * 2010-05-31 2011-12-15 Aisin Seiki Co Ltd 回転電機の冷却構造
DE102010029986A1 (de) * 2010-06-11 2011-12-15 Siemens Aktiengesellschaft Dynamoelektrische Maschine mit Luft-Flüssigkeitskühlung
WO2012000544A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Abb Research Ltd Synchronous reluctance machine using rotor flux barriers as cooling channels
US8395287B2 (en) 2010-10-04 2013-03-12 Remy Technologies, Llc Coolant channels for electric machine stator
US20120080983A1 (en) 2010-10-05 2012-04-05 Trevor Iund Stator with cooling system and associated motor
US8362661B2 (en) 2010-10-06 2013-01-29 General Electric Company Ventilated rotor and stator for dynamoelectric machine
JP5738007B2 (ja) * 2011-03-02 2015-06-17 株式会社小松製作所 電動機の冷却構造及び電動機
JP5773196B2 (ja) * 2011-07-19 2015-09-02 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機
US9048710B2 (en) 2011-08-29 2015-06-02 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US20130069455A1 (en) 2011-09-15 2013-03-21 Colin J. Hamer Electric machine module cooling system and method
US9225208B2 (en) 2011-09-30 2015-12-29 Hamilton Sundstrand Corporation Internal cooling of magnetic core for electric machine
TWI439010B (zh) 2011-11-11 2014-05-21 Ind Tech Res Inst 運用於旋轉電機裝置之分段式導磁結構
US8405262B1 (en) 2011-11-30 2013-03-26 Kollmorgen Corporation Cooling of electric motor with coolant pipe and conduction plates or cups
CN102538562B (zh) 2012-02-17 2013-08-14 西安交通大学 一种组合式单壳程连续螺旋折流板管壳式换热器
JP2013183480A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Toyota Motor Corp 回転電機用ロータの冷却構造、および、回転電機
US8896167B2 (en) * 2012-05-25 2014-11-25 Deere & Company Electric machine rotor cooling method
US8970075B2 (en) 2012-08-08 2015-03-03 Ac Propulsion, Inc. Liquid cooled electric motor
JP2014045586A (ja) 2012-08-27 2014-03-13 Toyota Motor Corp 回転電機
US9985500B2 (en) * 2014-03-27 2018-05-29 Prippell Technologies, Llc Induction motor with transverse liquid cooled rotor and stator
WO2016014849A1 (en) 2014-07-25 2016-01-28 Prippel Technologies, Llc Fluid-cooled wound strip structure
KR101947292B1 (ko) 2014-09-18 2019-02-12 프리펠 테크놀로지스, 엘엘씨 전기 기계 엔드 턴 냉각 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230032787A (ko) * 2021-08-31 2023-03-07 주식회사 제이티에스씨 냉각 효율이 개선된 고정자

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