CN117616667A - 电机 - Google Patents

Abstract

一种电机(1)，包括：固定的定子(2)，其中定子(2)具有定子铁芯(3)，在所述定子铁芯处固定定子绕组，所述定子绕组在定子铁芯(3)的端侧处形成绕组头(4)；关于定子(2)可旋转地支承的转子(5)，其中转子(5)具有转子铁芯(6)，所述转子铁芯固定地设置在转子轴(7)上并且在转子铁芯中构成多个环绕地均匀间隔开的容纳区域(8)，在所述容纳区域中分别插入永磁体(9)并且经由固定料(10)固定；用于冷却转子的冷却系统，其中冷却系统具有至少一个流体通道(11)，冷却流体能够经由所述冷却通道被引导到转子铁芯(6)的端侧上，其中固定料(10)成形为，使得所述固定料在转子(5)的转子铁芯(6)的端侧处分别构成环(12)，所述环分别成形为，使得在转子(5)旋转时冷却流体在转子铁芯(6)的端侧处被引导朝向定子(2)的绕组头(4)。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机，包括：固定的定子，其中定子具有定子铁芯，在所述定子铁芯处固定定子绕组，所述定子绕组在定子铁芯的端侧处形成绕组头；关于定子可旋转地支承的转子，其中转子具有转子铁芯，所述转子铁芯固定地设置在转子轴上并且在转子铁芯中构成多个环绕地均匀间隔开的容纳区域，在所述容纳区域中分别插入永磁体并且经由固定料固定；和用于冷却转子的冷却系统，其中冷却系统具有至少一个流体通道，冷却流体能够经由所述冷却通道被引导到转子铁芯的端侧上。

背景技术

上述类型的电机用于将电能转换为机械能并且反之亦然，以及作为马达和/或发电机广泛地在机动车技术领域中使用。

电机包括固定的定子和可运动的转子，其中转子在电机的最常见的构型中可旋转地支承在环形地构成的定子之内。定子具有定子铁芯和至少一个设置在定子铁芯处的定子绕组，所述定子绕组在定子铁芯的端侧处分别构成绕组头。转子具有固定地设置在转子轴处的转子铁芯并且在转子的常见构成方案中具有在所述转子铁芯中或在转子铁芯处设置的沿环周方向均匀分布的永磁体。

电机由于在其运行期间的介电损失产生热量，其中电机的绕组头在此由于导电体的紧密设置通常是最热的点，尤其由于线圈绕组的相位在该区域中的叠加。

绕组头的过强变热的结果是介电损失系数的提高，由此更多电能被转换成热量，这一方面导致电机的效率变差并且另一方面对电机在其使用寿命期间的可靠运行产生不利影响。因此，在具有电机的驱动装置中通常设有冷却设备，所述冷却设备冷却电机的要冷却的部分，尤其绕组头。常规地，通过将绕组头热连于相应的定子叠片以释放产生的损失热量和必要时热连于在那设置的冷却设备(间接冷却)进行绕组头的冷却。同样已知的是，借助于例如油直接冷却绕组头，所述油被直接喷到或导向到绕组头上。

发明内容

本发明的目的是描述一种电机，其特征在于简单的、构件优化的、直接的绕组头冷却，所述绕组头冷却允许绕组头的尽可能均匀且有针对性的冷却。

所述需求能够通过根据独立权利要求1的本发明的主题覆盖。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。

根据本发明的电机尤其用于在机动车中使用。

根据本发明的电机包括固定的定子、关于定子可旋转地支承的转子和用于冷却转子的冷却系统。

根据本发明，定子具有定子铁芯，在所述定子铁芯处固定定子绕组，所述定子绕组在定子铁芯的端侧处形成绕组头。

根据本发明，转子具有转子铁芯，所述转子铁芯固定地设置在转子轴上并且在转子铁芯中构成多个环绕地均匀间隔开的容纳区域，在所述容纳区域中分别插入永磁体并且经由固定料固定。

根据本发明，冷却系统具有至少一个流体通道，冷却流体可经由所述流体通道被引导到转子铁芯的端侧上。

根据本发明，固定料至少部分地成型为，使得所述固定料在转子的转子铁芯的端侧处分别构成环。

根据本发明，相应的环成形为，使得在转子旋转时冷却流体在转子铁芯的端侧处分别被引导朝向定子的绕组头。例如，所述环具有朝绕组头的方向的斜面。

容纳区域优选分别具有第一区域和至少一个直接邻接于第一区域的第二区域，其中在第一区域中分别插入至少一个永磁体并且第二区域分别用固定料填满。这样，永磁体能够以简单的方式和方法尤其轴向地固定。

固定料优选是塑料或复合材料。因此，塑料例如能够是借助纤维例如玻璃纤维、聚酯纤维和/或碳纤维增强的塑料。由此能够实现相应的环的特别机械稳定的实施方案。

在本发明的一个有利的实施方案变型形式中，在转子铁芯的端侧处分别在由固定料形成的环的区域中构成固定槽，固定料填充到所述固定槽中。这样能够进行相应的环在转子铁芯的相应的端侧处的附加固定。

借助于电机的根据本发明的构成方案，以这种方式和方法实现定子的绕组头的有针对性的、有效的冷却。通过固定料作为用于永磁体的固定机构以及作为用于构成冷却流体分布环的材料的协同使用，能够尤其结构空间高效地、安装高效地从而成本效益高地实现有针对性的冷却。

为了能够保证冷却流体沿着绕组头的更好分布，根据本发明的一个特别有利的设计方案能够提出，所述环是沿着转子的转子环周封闭的，使得在冷却流体能够沿着朝向绕组头的方向的流体流向离开所述环之前，从流体通道中流出的冷却流体能够沿着所述环的径向指向转子的旋转轴线的流体侧分布。

冷却流体沿着所述环的流体侧的分布具有以下优点，冷却流体能够沿着其流体流向更加成雾状地通过旋转的转子的离心力离开并且被引导朝向绕组头。雾状的冷却流体具有更大的表面，能够覆盖绕组头的更大的表面从而更好地冷却绕组头。

附图说明

下面，示例性地参照附图描述本发明。

图1示出具有环的转子的端侧的俯视图。

图2示出电机的细节剖视图，其中剖面沿着根据图1的剖平面A-A贯穿转子。

图3示出不具有环的转子的端侧的俯视图。

图4示出具有环的转子的等距视图。

具体实施方式

图1至图4分别以不同视图或细节程度示意地示出根据本发明的电机1。

电机1包括固定的定子2、关于定子2可旋转地支承的转子5和用于冷却转子5的冷却系统(图2)。

定子2具有定子铁芯3，在所述定子铁芯处固定定子绕组，所述定子绕组在定子铁芯3的端侧处形成绕组头4(图2)。

转子5具有转子铁芯6，所述转子铁芯固定地设置在转子轴7上并且在所述转子铁芯中构成多个环绕地均匀间隔开的容纳区域8(图1、图3、图4)。容纳区域8构成在转子铁芯6的径向外部区域中且沿着转子铁芯6的轴向延伸构成。

方向说明“径向”描述法向于电机1的转子5的旋转轴线14的方向。方向说明“轴向”描述沿着或平行于电机1的转子5的旋转轴线14的方向。

冷却系统具有多个流体通道11，冷却流体可经由所述流体通道引导到转子铁芯6的端侧上(图1、图3、图4)。流体通道构成在转子铁芯6的径向内部区域中且沿着转子铁芯6的轴向延伸构成。

容纳区域8分别具有一个第一区域8a和直接邻接于第一区域8a的两个第二区域8b，其中在第一区域8a中分别插入永磁体9并且第二区域分别用固定料10填满(图3)。

固定料10至少部分地从第二区域8b中轴向扩展出来，使得所述固定料在转子5的转子铁芯6的端侧处分别构成环绕的环12(图1、图2、图4)。

也就是说，固定料10除了将永磁体9固定在容纳区域8的第一区域8a中以外，通过在转子铁芯6的端侧处构成环12，也负责使冷却流体有针对性地引导或分布到定子2的相应的绕组头4上。此外，通过在转子铁芯6的端侧处构成环12，也实现永磁体9的附加的轴向固定。

如果仅观察固定料10本身，也就是说不观察转子铁芯6，则所述固定料得到由塑料构成的外罩，所述外罩具有在端部处环绕的环12，所述环经由在第二区域8b中通过固定料10构成的轴向伸展的支撑而彼此连接。

环12成形为，使得在转子5旋转时，冷却流体在转子铁芯6的端侧处分别被引导朝向定子2的绕组头4(图2)。

此外，在转子5的转子铁芯6的端侧处，分别在由固定料10形成的环12的区域中环绕地构成多个固定槽13，固定料10在构成环12时能够流入所述固定槽中，进而所述固定槽可用固定料填充(图3)。

图2还示出，环12沿着转子5的转子环周15是封闭的，其中环12将永磁体9的磁体间隔16在转子环周15的区域中以冷却剂可透过的方式封闭。因此，环12具有径向指向转子5的旋转轴线14的流体侧17，使得在冷却流体离开流体通道11之后，所述冷却流体由于转子5的旋转18能够至少部段地均匀分布在环12的流体侧17上。

转子5的旋转18和在此产生的离心力将冷却流体沿着流体流向19挤出环12的流体侧17，使得冷却流体能够成喷雾状并且能够更均匀地——无论如何更少成束状地——被引导至绕组头4。在此成喷雾状的冷却流体具有较大的表面，能够更均匀地加载且相应更好地冷却绕组头4。

附图标记列表

1 电机

2 定子

3 定子铁芯

4 绕组头

5 转子

6 转子铁芯

7 转子轴

8 容纳区域

8a 第一区域

8b 第二区域

9 永磁体

10 固定料

11 流体通道

12 环

13 固定槽

14 (转子的)旋转轴线

15 转子环周

16 磁体间隔

17 流体侧

18 旋转方向

19 流体流向

Claims (5)

1.一种电机(1)，包括：

-固定的定子(2)，其中所述定子(2)具有定子铁芯(3)，在所述定子铁芯处固定定子绕组，所述定子绕组在所述定子铁芯(3)的端侧处形成绕组头(4)，

-关于所述定子(2)能旋转地支承的转子(5)，其中所述转子(5)具有转子铁芯(6)，所述转子铁芯固定地设置在转子轴(7)上并且在所述转子铁芯中构成多个环绕地均匀间隔开的容纳区域(8)，在所述容纳区域中分别插入永磁体(9)并且经由固定料(10)固定，

-用于冷却所述转子的冷却系统，其中所述冷却系统具有至少一个流体通道(11)，冷却流体能够经由所述冷却通道被引导到所述转子铁芯(6)的端侧上，

其特征在于，所述固定料(10)至少部分地成型为，使得所述固定料在所述转子(5)的转子铁芯(6)的端侧处分别构成环(12)，所述环分别成形为，使得在所述转子(5)旋转时所述冷却流体在所述转子铁芯(6)的端侧处被引导朝向所述定子(2)的绕组头(4)。

2.根据权利要求1所述的电机(1)，

其特征在于，所述容纳区域(8)分别具有第一区域(8a)和至少一个直接邻接于所述第一区域(8a)的第二区域(8b)，其中在所述第一区域(8a)中分别插入永磁体(9)并且所述第二区域(8b)分别用固定料(10)填满。

3.根据权利要求1或2所述的电机(1)，

其特征在于，所述固定料(10)是塑料或复合材料。

4.根据权利要求1、2或3所述的电机(1)，

其特征在于，在所述转子铁芯(6)的端侧处在相应的由所述固定料(10)形成的环(12)的区域中构成固定槽(13)，所述固定料(10)填充到所述固定槽中。

5.根据上述权利要求中任一项所述的电机(1)，

其特征在于，所述环(12)沿着所述转子(5)的转子环周(15)是封闭的，使得在所述冷却流体能够沿着朝所述绕组头(4)的方向的流体流向(19)离开所述环(12)之前，从所述流体通道(11)中流出的冷却流体能够沿着所述环(12)的径向朝向所述转子(5)的旋转轴线(14)定向的流体侧(17)分布。