[發明專利]電機

有效

• 申請號: 201080049307.0
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102598486A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 克勞斯·米特內;弗拉迪米爾·達諾夫;奧拉夫·雷梅;馬丁·舍費爾
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H02K9/20
• 分類號: H02K9/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李慧

技術領域

本發明涉及一種電機。

背景技術

電機(例如異步電機或同步電機)的轉子和/或定子需要冷卻。通常用空氣流冷卻電機。電機軸上例如設有用于產生冷卻空氣流的風扇葉輪。該冷卻空氣流被導向設置在電機殼體上的散熱片。根據一種電機實施方式，用冷卻劑冷卻電機。DE?102007043656A1曾揭示過關于這類電機的示例。

發明內容

本發明的目的是對電機的冷卻加以改進。

本發明用以達成上述目的的解決方案例如為權利要求1至14中的任一項權利要求。

所述電機例如具有一安裝在一空心軸上的轉子，其中，所述空心軸的內部形成一封閉空腔，一冷卻劑可在此空腔內基于熱虹吸效應在所述空心軸的一熱端與一冷端之間進行循環。所述電機包括一定子，所述定子特定而言布置在一殼體內且包圍所述轉子。所述定子與所述殼體傳熱連接。所述殼體例如具有端面可及式冷卻空氣通道，所述冷卻空氣通道用于向設在所述殼體外表面的散熱片輸送冷卻空氣流。

通過增強轉子的冷卻效果可以提高電動機效率?？梢越柚D子軸中的軸體熱虹吸管來冷卻轉子。通過冷卻軸體可以冷卻電動機轉子，從而如愿達到提高效率的目的。轉子所排出的熱量由熱虹吸管傳遞給例如另一冷卻裝置。

除了對電機的殼體及定子采取冷卻措施外，還可以將電機的轉子固定在空心軸上并使冷卻劑基于熱虹吸效應在該空心軸內進行循環。利用這種轉子軸設計方案就能將轉子中所產生的熱量集中地經電機軸排出。這樣就既能通過定子也能通過轉子為電機散熱。

根據一種設計方案，所述熱虹吸管實施為在所述軸體中沿縱向延伸的一孔隙(凹槽)，工作介質(冷卻劑)可基于液態與氣態之間的聚集態變化在該孔隙內進行循環。其中，所述孔隙的延伸幅度優選覆蓋電動機轉子的整個寬度，以便在最大程度上將熱量輸入熱虹吸管中的工作介質。此外，所述孔隙可以設置在電機的軸承部位區域。為了進一步冷卻轉子，還可以對傳動系支承部位的軸承溫度進行均勻化及降溫處理，從而延長這些易損部件的使用壽命。

可用風扇來產生被導向殼體外表面的冷卻空氣流，同時以某種方式對電機空心軸的一末端實施冷卻，使得所述空心軸內的冷卻劑能夠基于熱虹吸效應保持循環。

例如在氣冷式驅動裝置情況下，借助風扇沿帶肋驅動裝置殼體導引周圍空氣。借此達到自外部冷卻電機的目的。存在多種散熱途徑。其中之一是通過傳熱將定子中的熱損失直接傳至殼體。產生于轉子中的熱量通過輻射和氣隙中的對流釋放到定子上。再經殼體傳遞至周圍環境。為了改善電機中轉子余熱的排放效果，可以通過裝入軸體的熱虹吸系統將熱量直接傳至風扇，再從風扇排放到周圍空氣中。

所述電機包括一安裝在一空心軸上的轉子，其中，所述空心軸的內部形成一封閉空腔，制冷劑(冷卻劑)可在此空腔內基于熱虹吸效應在所述空心軸的一熱端與一冷端之間進行循環。所述電機具有一包圍所述轉子的定子，所述定子布置在一殼體內部且與所述殼體傳熱連接。所述電機的殼體具有端面可及式冷卻通道，所述冷卻通道用于向設在所述殼體外表面的散熱片輸送冷卻空氣流。在所述空心軸位于所述電機的轉子端面的冷端上裝有用于將冷空氣送入冷卻通道的風扇葉輪，該風扇葉輪與所述空心軸的冷端傳熱連接。所述風扇葉輪例如被一蓋罩完全覆蓋，所述蓋罩的端面將所述殼體和端面之間氣密密封。所述蓋罩例如具有一軸向進風口，其中，所述風扇葉輪在其徑向內側區域具有伸入所述送風口的傳熱面。利用所述風扇葉輪可產生一被送往殼體外表面的散熱片的空氣流。利用這個風扇同時還可以對所述空心軸的冷端實施冷卻，以便所述空心軸的內腔中能夠保持熱虹吸效應。

如果所述熱虹吸管的直徑變小，就有可能產生壓力損失，從而對熱虹吸管的功能造成不利影響。在采用旋轉式熱虹吸管，特別是在電機轉子的空心軸的空腔直徑較小的情況下，可設置一構件來輸送冷卻劑的冷凝液和/或蒸汽。

一種具有一定子和一轉子的電機，其中，所述轉子具有一空心軸，所述空心軸至少部分形成一封閉空腔，所述封閉空腔用于容納一冷卻劑，所述電機在所述封閉空腔內具有一用于輸送冷卻劑的三維輸送結構。通過這種方式可以改善熱虹吸管的冷卻效果。

根據所述電機的一種設計方案，所述空心軸的空腔內設有一填料，其中，所述填料具有一用于輸送處于第一聚集態的冷卻劑的三維輸送結構。所述填料不完全填滿所述空心軸的空腔。