KR20230085099A - 적층 코어에 반경방향 냉각 덕트를 갖는 전기 기계용 회전자 - Google Patents

적층 코어에 반경방향 냉각 덕트를 갖는 전기 기계용 회전자 Download PDF

Info

Publication number
KR20230085099A
KR20230085099A KR1020220167441A KR20220167441A KR20230085099A KR 20230085099 A KR20230085099 A KR 20230085099A KR 1020220167441 A KR1020220167441 A KR 1020220167441A KR 20220167441 A KR20220167441 A KR 20220167441A KR 20230085099 A KR20230085099 A KR 20230085099A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotor
cooling duct
laminated core
duct
axial
Prior art date
Application number
KR1020220167441A
Other languages
English (en)
Inventor
카스텐 지에프카
크리스토프 비에초레크
레지나 바흐
니코 볼프
알렉산더 슐레레트
Original Assignee
발레오 이오토모티브 저머니 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 발레오 이오토모티브 저머니 게엠베하 filed Critical 발레오 이오토모티브 저머니 게엠베하
Publication of KR20230085099A publication Critical patent/KR20230085099A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K1/325—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium between salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/51—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells characterised by AC-motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/26—Rotor cores with slots for windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/46—Fastening of windings on the stator or rotor structure
    • H02K3/50—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto
    • H02K3/51—Fastening of winding heads, equalising connectors, or connections thereto applicable to rotors only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2220/00—Electrical machine types; Structures or applications thereof
    • B60L2220/10—Electrical machine types
    • B60L2220/14—Synchronous machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

전기 기계(27)용 회전자(1, 16, 23)는 회전자 샤프트(3), 회전자 샤프트(3) 상에 배열되고, 복수의 적층 전기 라미네이션(stacked electrical laminations)을 갖는 적층 코어(2), 적층 코어(2)의 축방향 측면에 배열되고, 그 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부를 갖는 제 1 단부 플레이트(4), 적층 코어(2)의 반대쪽 축방향 측면에 배열되고, 그 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부(7)를 갖는 제 2 단부 플레이트(5), 상기 제 1 단부 플레이트(4)의 돌출부 주위와, 상기 제 2 단부 플레이트(5)의 축방향 대향 돌출부 주위에 각각 권취된 복수의 회전자 권선(8), 냉각수를 공급하기 위해, 회전자 샤프트(3)에서 뻗어 있는 중앙 냉각 덕트(10), 및 적층 코어(2)의 중앙 냉각 덕트(10)에서 외측으로 뻗어 있는 반경방향 냉각 덕트(11)를 포함한다.

Description

적층 코어에 반경방향 냉각 덕트를 갖는 전기 기계용 회전자{ROTOR FOR AN ELECTRIC MACHINE HAVING A RADIAL COOLING DUCT IN THE LAMINATED CORE}
본 발명은 전기 기계용 회전자, 회전자를 갖는 전기 기계 및 전기 기계를 갖는 차량에 관한 것이다.
회전자는 회전자 샤프트와, 회전자 샤프트에 배열되고 적층된 전기 라미네이션으로 형성된 적층 코어를 갖는다. 회전자는 고정자 및 하우징과 함께 전기 기계에 속한다.
이러한 유형의 전기 기계는 주로 이러한 차량의 휠 또는 차축을 구동하기 위한 전기 모터로서 전기 구동 차량 및 하이브리드 차량에서 점점 더 많이 사용되고 있다.
이러한 전기 모터는 회전 속도 적응을 위해 통상적으로 기계적으로 기어박스에 결합된다. 전기 모터는 일반적으로 전기 모터의 작동을 위해 배터리로부터 제공되는 DC 전압으로부터 AC 전압, 예를 들어 다상 AC 전압을 생성하는 인버터에 일반적으로 전기적으로 결합된다.
차량의 운동 에너지를 회수하기 위한 발전기로서 이러한 회전자를 갖는 전기 기계를 작동시키는 것도 가능하다. 이를 위해, 운동 에너지는 먼저 전기 에너지로 변환되고, 다음에 차량 배터리의 화학 에너지로 변환된다.
특정 유형의 전기적으로 여기된 동기식 모터(electrically excited synchronous motors: EESM)에서, 회전자는 자기 여기 필드를 생성하기 위해 직류가 공급되는 회전자 권선을 갖고 있다. 관련된 고정자의 고정자 권선으로 회전 필드가 생성되면, 회전자가 고정자 회전 필드와 동시에 회전하도록 회전자에 힘이 작용한다.
그러나, 이 과정에서 회전자 권선이 크게 가열되며, 그에 따라 냉각이 필요하다. 냉각은 예를 들어 회전자의 축방향 측면에 오일을 분사하여 수행할 수 있다. 그러나, 이러한 유형의 냉각은 단지 표면적이며, 그에 따라 거의 효과가 없다.
따라서, 본 발명은 작동 중에 더 잘 냉각될 수 있는 전기 기계용 회전자를 특정하는 목적에 기초한다.
이 목적을 달성하기 위해, 청구항 1의 특징을 갖는 회전자가 제공된다.
본 발명에 따른 회전자는 적층 코어의 축방향 측면에 배열되고, 그 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부를 갖는 제 1 단부 플레이트와, 적층 코어의 반대쪽 축방향 측면에 배열되고, 그 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부를 갖는 제 2 단부 플레이트와, 제 1 단부 플레이트의 돌출부 주위와, 제 2 단부 플레이트의 축방향 대향 돌출부 주위에 각각 권취된 복수의 회전자 권선과, 냉각수를 공급하기 위해, 회전자 샤프트에서 뻗어 있는 중앙 냉각 덕트, 및 적층 코어의 중앙 냉각 덕트에서 외측으로 뻗어 있는 반경방향 냉각 덕트를 포함한다.
본 발명은 회전자 샤프트에 형성된 중앙 냉각 덕트에 의해 공급되는 냉각수에 의해 개선된 냉각이 달성될 수 있다는 발견에 기초한다. 상기 중앙 냉각 덕트로부터, 냉각수는 적층 코어의 중앙 냉각 덕트로부터 외측으로 뻗어 있는 반경방향 냉각 덕트를 통해 흐른다. 이러한 방식으로, 적층 코어는 회전자 샤프트와의 직접적인 접촉에 의해 먼저 냉각된다. 또한, 외부에 추가로 위치된 회전자 권선 또한 냉각된다. 전반적으로, 위에서 언급한 회전자의 축방향 측면의 분무와 비교하여 실질적으로 더 나은 냉각이 이러한 방식으로 달성될 수 있다.
단지 하나의 반경방향 (또는 반경방향으로 뻗어 있는) 냉각 덕트 대신에, 회전자는 적층 코어의 중앙 냉각 덕트로부터 외측으로 각각 뻗어 있는 복수의 반경방향 냉각 덕트를 또한 구비할 수 있다.
단부 플레이트의 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부는 "티스(teeth)" 또는 "플레이트 연장부"라고도 하며, 특히 회전자 권선을 특정 위치에 유지하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 회전자에서, 반경방향 냉각 덕트는 2개의 인접한 회전자 권선 사이에서 뻗어 있는 축방향 냉각 덕트로 이어지는 것이 바람직하다. 따라서, 회전자 권선은 특히 잘 냉각될 수 있다. 축방향 냉각 덕트를 통과한 후, 냉각수가 회전자 밖으로 흘러나올 수 있다.
단지 하나의 축방향 (또는 축방향으로 뻗어 있는) 냉각 덕트 대신에, 회전자는 또한 복수의 축방향 냉각 덕트를 가질 수 있으며, 각 냉각 덕트로 다른 반경방향 냉각 덕트가 이어진다.
축방향 냉각 덕트는 바람직하게 2개의 회전자 권선 사이에서 축방향으로 연장되는 극 분리기로 커버되어 있다. 극 분리기는 결과적으로 축방향 냉각 덕트의 반경방향 외부 측면을 형성할 수 있고, 축방향 냉각 덕트의 반경방향 내부 측면은 적층 코어에 의해 형성될 수 있다. 또한, 내부 측면과 외부 측면을 각각 연결하는 축방향 냉각 덕트의 2개의 측면은 2개의 회전자 권선에 의해 형성된다. 반경방향 냉각 덕트가 이어지는 회전자의 각 축방향 냉각 덕트가 이러한 방식으로 커버되는 것이 가능하다.
본 발명의 추가 개선에서, 반경방향 냉각 덕트는 적층 코어로부터 2개의 회전자 권선을 분리하는 절연 인서트와 그 외부 단부에서 정렬되는 것이 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 회전자 권선은 적층 코어에서 전기적으로 절연된다.
본 발명의 바람직한 예시적인 실시예에 따르면, 반경방향 냉각 덕트는 적층 코어의 축방향 측면 사이의 중앙에 적어도 대략적으로 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 적층 코어는, 크기가 적어도 거의 동일하고 그리고 적층 코어의 중앙으로부터 냉각되는 2개의 반부로 분할되어 있다.
또한, 본 발명의 범위 내에서, 적층 코어는 전기 라미네이션 사이에 배열되고 그리고 반경방향 냉각 덕트가 내부에서 뻗어 있는 덕트 플레이트를 갖는다. 제 1 변형은 반경방향 냉각 덕트가 덕트 플레이트 자체에 의해 형성되는 것을 제공한다. 반경방향 냉각 덕트는 여기에서 예를 들어 중공 프로파일로 형성될 수 있는 덕트 플레이트에 의해 둘러싸이거나 에워싸여 있다. 제 2 대안적인 변형은 반경방향 냉각 덕트가 덕트 플레이트와 전기 라미네이션에 의해 함께 형성되는 것을 제공한다. 이를 위해, 덕트 플레이트는 반경방향 냉각 덕트가 내부에서 뻗어 있는 홈을 가질 수 있으며, 이 홈은 반경방향 냉각 덕트를 축방향으로 한정하는 전기 라미네이션에 의해 커버되어 있다.
본 발명에 따른 회전자의 경우, 덕트 플레이트는 금속 합금을 포함할 수 있거나, 또는 금속 합금으로 제조될 수 있다. 금속 합금은 바람직하게 알루미늄 합금이다. 선택적으로, 덕트 플레이트는 전기 비전도성 재료, 예를 들어 플라스틱으로 코팅될 수 있다.
제 1 단부 플레이트 및/또는 제 2 단부 플레이트는 각 경우에 축방향 냉각 덕트가 이어지는 단부 캡에 의해 축방향으로 커버되어 있는 것이 바람직하다. 이를 위해, 축방향 냉각 덕트에서 나온 냉각수를 수용하는 캐비티가 단부 캡과 단부 플레이트 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 발전은 단부 캡이 축방향 냉각 덕트에 대해 반경방향 내측으로 오프셋 배치된 축방향 배출구를 갖는다는 것을 제공한다. 냉각수는 배출구를 통해 단부 캡에서 나올 수 있다. 본 발명에 따른 회전자의 작동 동안, 우선 냉각수는 원심력에 의해 캐비티의 반경방향 외부 영역에 축적된다. 오프셋이란 축적된 냉각수가 일정량을 초과하는 경우에만 냉각수가 배출구에서 나오는 것을 의미한다. 따라서, 냉각수는 배출구에도 불구하고 축방향 냉각 덕트에 영구적으로 위치된다. 따라서, 본 발명에 따른 회전자의 충분한 냉각이 항상 보장된다.
또한, 본 발명은 설명된 유형의 회전자와, 회전자를 둘러싸고 회전자가 회전될 수 있는 고정자를 갖는 전기 기계에 관한 것이다. 고정자는 적층된 전기 라미네이션으로 형성되는 추가 적층 코어(고정자 코어)를 가질 수 있다. 또한, 고정자는 예를 들어 코일 권선 또는 플랫 와이어 권선의 형태의 전기 전도체의 권선을 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 차량을 구동하기 위해 제공되는 전기 기계를 갖는 차량에 관한 것이다. 기계는 특히 차량의 휠 또는 차축을 구동할 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 예시적인 실시예에 기초하여 아래에서 논의될 것이다. 도면들은 개략도이다.
도 1은 예시적인 제 1 실시예에 따른 본 발명에 따른 회전자의 측단면도를 도시한다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선에 따른 단면을 도시한다.
도 3은 예시적인 제 2 실시예에 따른 본 발명에 따른 회전자의 측단면도를 도시한다.
도 4는 예시적인 제 3 실시예에 따른 본 발명에 따른 회전자의 측단면도를 도시한다.
도 5는 도 4에 도시된 회전자를 축 방향에서 본 개략도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 회전자를 갖는 전기 기계를 갖는 본 발명에 따른 차량을 도시한다.
도 1의 측단면도에 도시된 회전자(1)는 차량을 구동하는데 사용되는 전기 기계용으로 제공된다. 회전자(1)는 적층된 전기 라미네이션으로 형성되고 그리고 형태 맞춤 및/또는 강제 끼워맞춤으로 회전자 샤프트(3)를 둘러싸는 원통형 적층 코어(2)를 포함한다. 전기 라미네이션은 동일하게 형성된 펀칭 부품일 수 있다.
제 1 단부 플레이트(4)는 적층 코어(2)의 제 1 축방향 측면에 위치된다. 제 2 단부 플레이트(5)는 적층 코어(2)의 반대편인 제 2 축방향 측면에 위치된다. 단부 플레이트(4, 5)는 반경방향 돌출부(6, 7)(또한, "플레이트 연장부")를 갖고, 그 둘레에 회전자 권선(8)이 권취된다. 2개의 단부 플레이트(4, 5)는 각각 플라스틱으로 인서트 성형된 알루미늄 코어를 갖는다.
회전자 샤프트(3)는 중공형이며, 도 1의 좌측의 그 축방향 측면에 특히 오일을 포함할 수 있는 냉각수용 유입구(9)를 갖는다. 중앙 냉각 덕트(10)는 회전자 샤프트(3)의 길이의 대략 절반에 걸쳐 축방향으로 유입구(9)로부터 연장된다. 유입구(9) 및 중앙 냉각 덕트(10)는 냉각수가 순환하는 냉각수 회로의 구성요소이다. 회전자 샤프트(3)의 대략 중앙에 위치된 중앙 냉각 덕트(10)의 단부로부터, 반경방향 냉각 덕트(11)가 적층 코어(2)에서 외측으로 연장된다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따른 단면을 도시한다. 중앙 냉각 덕트(10)로부터 별-형상 방식으로 외측으로 뻗어 있는 총 8개의 동일하게 구성된 반경방향 냉각 덕트(11)가 있음을 알 수 있다.
도면에서, 냉각수의 흐름 방향은 화살표로 상징적으로 표시된다. 또한, 십자 표시가 있는 작은 원은 도면의 평면으로 유입되는 냉각수를 나타내고, 점을 포함하는 작은 원은 도면의 평면 밖으로 유출되는 냉각수를 나타낸다.
반경방향 냉각 덕트(11)는 적층 코어(2)를 통해 연장되고, 각각의 경우 2개의 인접한 회전자 권선(8, 12) 사이로 이어진다. 축방향 냉각 덕트(14)는 각각 극 분리기(13)에 의해 그들 반경방향 외부 단부에서 커버되어 있다.
다시 도 1을 참조하면, 각각의 경우에 축방향 냉각 덕트(14)가 반경방향 냉각 덕트(11)에 인접해 있음을 알 수 있다. 칼라를 갖는 튜브 형태의 절연 인서트(15)는 반경방향 냉각 덕트(11)의 외부 단부에 정렬되며, 적층 코어(2)로부터 2개의 회전자 권선(8, 12)을 분리한다. 축방향 냉각 덕트(14)는 회전자(1)의 2개의 축방향 측면 사이에서 연장되고, 회전자 권선(8)의 권선 헤드의 영역에서 양 측면에서 종료된다. 축방향 냉각 덕트(14)의 각 단부에는, 냉각수를 위한, 도 1에는 특별히 도시하지 않은 축방향 배출구가 있으며, 이를 통해 냉각수가 회전자(1)를 떠날 수 있다. 냉각수는 펌프 섬프에 수집되고, 회전자(1)의 냉각수 회로를 통해 다시 펌핑될 수 있다.
도 3은 도 1과 유사한 도면이고, 본 발명에 따른 회전자(16)의 제 2 예시적인 실시예를 도시한다. 제 1 예시적인 실시예의 구성요소에 대응하는 구성요소는 다시 한번 자세히 설명하지 않을 것이다.
제 1 예시적인 실시예에 따르면, 회전자(16)는 회전자 샤프트(3), 적층 코어(2) 및 회전자 권선을 갖는다. 회전자(16)의 축방향 측면은 단부 캡(17, 18)에 의해 커버되어 있다. 각 단부 캡(17, 18)은 원통형 케이싱과 동일 높이로 연결된 축방향 부분(19, 20)을 가지며, 그 결과 회전자(16)의 하우징이 형성된다.
단부 캡(17, 18)은 각각 원주를 따라 분포된 복수의 축방향 배출구(21, 22)를 가지며, 축방향 냉각 덕트(14)를 통해 흐른 후 축방향 배출구를 통해 냉각수가 회전자(16)를 떠날 수 있다. 배출구(21, 22)는 축방향 냉각 덕트(14)에 대해 반경방향 내측으로 오프셋된다. 이는 전기 기계의 작동 중에 회전자 권선(8)의 권선 헤드가 항상 냉각되는 것을 보장한다. 이는 회전자(16)의 회전 중에 냉각수가 원심력의 영향 하에서 권선 헤드의 영역에서 반경방향 외측으로 수집되고, 그 결과 권선 헤드가 냉각수로 영구적으로 습윤되기 때문이다. 너무 많은 냉각수가 거기에 축적되어 반경방향으로 더 내측에 위치된 배출구(21, 22)까지 통과하는 경우에만 냉각수가 회전자(16)에서 나올 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 회전자(23)의 제 3 예시적인 실시예의 측단면도를 도시하고, 도 5는 회전자(23)의 축 방향에서의 도면이다. 이전 예시적인 실시예의 구성요소에 대응하는 그러한 구성요소는 다시 한번 논의되지 않을 것이다.
축방향 냉각 덕트(14)로 이어지는 반경방향 냉각 덕트(24)가 회전자 샤프트(3)의 중앙 냉각 덕트(10)로부터 분기되는 것을 도 4에서 볼 수 있다. 반경방향 냉각 덕트(24)는 적층 코어(2)의 중앙에 적어도 대략적으로 배열된다. 이러한 위치에서, 적층 코어는 반경방향 냉각 덕트(24)가 뻗어 있는 덕트 플레이트(25)를 갖는다. 도시된 예시적인 실시예에서, 덕트 플레이트(25)는 중공형인데, 즉, 덕트 플레이트(25)는 그 전체 원주를 따라 반경방향 냉각 덕트(24)를 둘러싸거나 에워싼다. 본 발명의 다른 예시적인 실시예에서, 덕트 플레이트(25)는 또한 반경방향 냉각 덕트(24)가 뻗어 있는 홈을 가질 수 있고, 냉각 덕트(24)는 전기 라미네이션에 의해 커버되거나 축방향으로 한정된다.
도 5는 도 4와 유사한 도면이며, 회전자(23)가 원주에 걸쳐 분포된 총 6개의 반경방향 냉각 덕트(24)를 갖는다는 것을 보여준다. 각각의 냉각 덕트(24)는 2개의 인접한 회전자 권선(8) 사이에 위치된다. 냉각수가 중앙 냉각 덕트(10)로부터 반경방향 냉각 덕트(24)를 거쳐 또한 축방향 냉각 덕트(14)를 통해 흐르기 때문에, 회전자(23)의 반경방향 외부 영역, 특히 회전자 권선(8)은 냉각된다.
도 6은 차량(26)을 구동하는 역할을 하는 전기 기계(27)를 갖는 차량(26)을 개략적으로 도시한다. 전기 기계(27)는, 회전자(1) 및 회전자(1)를 둘러싸는 고정자(29)가 수용되는 하우징(28)을 갖는다.
1: 회전자 2: 적층 코어
3: 회전자 샤프트 4: 단부 플레이트
5: 단부 플레이트 6: 돌출부
7: 돌출부 8: 회전자 권선
9: 유입구 10: 중앙 냉각 덕트
11: 반경방향 냉각 덕트 12: 회전자 권선
13: 극 분리기 14: 축방향 냉각 덕트
15: 절연 인서트 16: 회전자
17: 단부 캡 18: 단부 캡
19: 축방향 부분 20: 축방향 부분
21: 배출구 22: 배출구
23: 회전자 24: 반경방향 냉각 덕트
25: 덕트 플레이트 26: 차량
27: 전기 기계 28: 하우징
29: 고정자

Claims (12)

  1. 전기 기계(27)용 회전자(1, 16, 23)에 있어서,
    - 회전자 샤프트(3),
    - 회전자 샤프트(3) 상에 배열되고, 복수의 적층 전기 라미네이션(stacked electrical laminations)을 갖는 적층 코어(2),
    - 적층 코어(2)의 축방향 측면에 배열되고, 그 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부를 갖는 제 1 단부 플레이트(4),
    - 적층 코어(2)의 반대쪽 축방향 측면에 배열되고, 그 원주를 따라 배열된 반경방향 돌출부(7)를 갖는 제 2 단부 플레이트(5),
    - 상기 제 1 단부 플레이트(4)의 돌출부 주위와, 상기 제 2 단부 플레이트(5)의 축방향 대향 돌출부 주위에 각각 권취된 복수의 회전자 권선(8),
    - 냉각수를 공급하기 위해, 회전자 샤프트(3)에서 뻗어 있는 중앙 냉각 덕트(10), 및
    - 적층 코어(2)의 중앙 냉각 덕트(10)에서 외측으로 뻗어 있는 반경방향 냉각 덕트(11)를 포함하는
    회전자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반경방향 냉각 덕트(11)는 2개의 인접한 회전자 권선(8, 12) 사이에서 뻗어 있는 축방향 냉각 덕트(14)로 이어지는
    회전자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축방향 냉각 덕트(14)는 2개의 회전자 권선(8, 12) 사이에서 축방향으로 연장되는 극 분리기(13)에 의해 커버되어 있는
    회전자.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 반경방향 냉각 덕트(11)는 적층 코어(2)로부터 2개의 회전자 권선(8, 12)을 분리하는 절연 인서트(15)와 그 외부 단부에서 정렬되는
    회전자.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반경방향 냉각 덕트(11)는 적층 코어(2)의 축방향 측면 사이의 중앙에 적어도 대략적으로 배열되는
    회전자.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 코어(2)는 덕트 플레이트(25)를 갖고, 상기 덕트 플레이트(25)는 전기 라미네이션 사이에 배열되고, 반경방향 냉각 덕트(11)가 덕트 플레이트(25) 내에서 뻗어 있는
    회전자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반경방향 냉각 덕트(11)는 덕트 플레이트(25) 자체에 의해 또는 덕트 플레이트(25)와 전기 라미네이션에 의해 형성되는
    회전자.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 덕트 플레이트(25)는 알루미늄 또는 금속 합금, 바람직하게 알루미늄 합금을 포함하는
    회전자.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 단부 플레이트(4) 및/또는 제 2 단부 플레이트(5)는 각 경우에 축방향 냉각 덕트(14)가 이어지는 단부 캡(17, 18)에 의해 축방향으로 커버되는
    회전자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 단부 캡(17, 18)은 축방향 냉각 덕트(14)에 대해 반경방향 내측으로 오프셋 배치된 축방향 배출구(21, 22)를 갖는
    회전자.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 회전자(23), 및 회전자(23)를 둘러싸는 고정자(29)를 갖는
    전기 기계(27).
  12. 차량(26)을 구동하기 위해 제공되는, 제 11 항에 기재된 전기 기계(27)를 갖는
    차량(26).
KR1020220167441A 2021-12-06 2022-12-05 적층 코어에 반경방향 냉각 덕트를 갖는 전기 기계용 회전자 KR20230085099A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021213812.8 2021-12-06
DE102021213812.8A DE102021213812A1 (de) 2021-12-06 2021-12-06 Rotor für eine elektrische Maschine mit einem radialen Kühlkanal im Blechpaket

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230085099A true KR20230085099A (ko) 2023-06-13

Family

ID=84331913

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220167441A KR20230085099A (ko) 2021-12-06 2022-12-05 적층 코어에 반경방향 냉각 덕트를 갖는 전기 기계용 회전자

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230179051A1 (ko)
EP (1) EP4191838A1 (ko)
KR (1) KR20230085099A (ko)
CN (1) CN116231917A (ko)
DE (1) DE102021213812A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023232445A1 (de) * 2022-06-03 2023-12-07 Robert Bosch Gmbh Rotor einer elektrischen maschine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6727609B2 (en) 2001-08-08 2004-04-27 Hamilton Sundstrand Corporation Cooling of a rotor for a rotary electric machine
US7476994B2 (en) 2006-02-21 2009-01-13 Honeywell International, Inc. High power generator with enhanced heat removal
US20160043613A1 (en) 2014-08-11 2016-02-11 Hamilton Sundstrand Corporation Thermally conductive rotor wedges
KR101664047B1 (ko) 2014-12-03 2016-10-10 현대자동차 주식회사 계자권선형 구동모터의 회전자
KR101683494B1 (ko) * 2014-12-03 2016-12-07 현대자동차 주식회사 계자권선형 구동모터의 회전자
US20160211713A1 (en) 2015-01-16 2016-07-21 Hamilton Sundstrand Corporation One-piece end winding support with integrated lubricant manifold
DE102018220810A1 (de) * 2018-12-03 2020-06-04 Audi Ag Fluidgekühlter Rotor für eine elektrische Maschine
CN111769674B (zh) 2020-05-18 2023-06-02 华为数字能源技术有限公司 一种转子、电机、动力总成及车辆

Also Published As

Publication number Publication date
US20230179051A1 (en) 2023-06-08
CN116231917A (zh) 2023-06-06
EP4191838A1 (de) 2023-06-07
DE102021213812A1 (de) 2023-06-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5260399B2 (ja) 車両駆動用回転電機およびそれを用いた車両
JP5021443B2 (ja) 回転電機
JP4389918B2 (ja) 回転電機及び交流発電機
JP5531142B2 (ja) 回転電機のステータ及びこれを用いた回転電機
JP2007228677A (ja) 発電装置及び回転電機
US8901789B2 (en) Electric machine module
KR20230085099A (ko) 적층 코어에 반경방향 냉각 덕트를 갖는 전기 기계용 회전자
US10454322B2 (en) Dynamo-electric machine
JP2010514406A (ja) 多相回転電気機械のステータ、このステータを有する多相回転電気機械、およびこのステータの製造方法
CN107848429B (zh) 用于机动车辆的旋转电机
CN109962575B (zh) 旋转电机
WO2020183801A1 (ja) 回転機及びインシュレータ
CN110800193B (zh) 旋转电机的定子、旋转电机及旋转电机的定子的制造方法
JP5304617B2 (ja) 電動機の冷却構造
US20130015732A1 (en) Electric Machine Module
US20150194861A1 (en) Rotating electrical machine for a motor vehicle
JP2007336677A (ja) 回転電機および車両
JP2011142787A (ja) 電動機の冷却構造
EP2256907A1 (en) An electric machine
KR20230085091A (ko) 단부 플레이트에서 뻗어 있는 냉각 덕트를 구비한 전기 기계용 회전자
KR20230085092A (ko) 축방향으로 뻗어 있는 냉각 덕트를 구비한 전기 기계용 회전자
JP7030961B2 (ja) 固定子、及び回転電機
EP2918003B1 (en) Method and device for liquid cooling of an electric motor
JP2014128041A (ja) 車両用回転電機
CN209896882U (zh) 一种具有直流电机启动运行特性的交流电容电机