[發明專利]具有液體冷卻殼體的電機

有效

• 申請號: 201480030720.0
• 申請日: 2014-05-29
• 公開（公告）號: CN105264752B
• 公開（公告）日: 2018-01-26
• 發明（設計）人: B·D·錢伯林;S·伯頓
• 申請（專利權）人: 瑞美技術有限責任公司
• 主分類號: H02K5/20
• 分類號: H02K5/20
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 曾祥生

本申請要求2013年5月30日提交的、名稱為“ELECTRIC MACHINE WITH LIQUID COOLED HOUSING(具有液體冷卻殼體的電機)”的、系列號為13/905,787的美國專利申請以及2013年5月30日提交的、名稱為“ELECTRIC MACHINE WITH LIQUID COOLED HOUSING AND END CAP(具有液體冷卻殼體和端蓋的電機)”的、系列號為13/905,953的美國專利申請的優先權，這兩篇文獻的公開內容以引用方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及電機，更具體地，本發明涉及具有殼體的電機，該殼體用來冷卻電機。

背景技術

電機包括定子組件和轉子組件，轉子組件相對于定子組件旋轉。電機可以操作為馬達、發電機或馬達/發電機，馬達/發電機能夠選擇性地操作為馬達或發電機。當操作為馬達時，電流輸入到電機中以產生機械扭矩。當操作為發電機時，機械扭矩輸入到電機中以產生電流。

在某些應用中，電機需要使用冷卻系統來在操作期間從電機去除熱。在電機操作期間，通過定子組件的繞組產生大部分的熱。因此，通常期望通過直接從繞組去除熱或者通過從定子鐵芯去除熱來冷卻定子組件。從定子鐵芯去除熱的一種通用方法是將定子組件安裝在通常稱為“水套”的殼體中，其中殼體和定子鐵芯直接接合，并且殼體包括多個液體冷卻通道。諸如水的冷卻劑循環通過殼體的通道，以從殼體去除熱。因此，殼體從定子鐵芯去除熱，并由此從定子組件的繞組去除熱。

仍然期望在這種電機的殼體結構方面和殼體的制造成本節約方面進行改進。

發明內容

本發明提供一種電機，其具有用于使冷卻劑循環的殼體組件，該殼體組件能夠以節約成本的方式制造和組裝。

在一種形式中，本發明包括電機，該電機包括定子組件，該定子組件與轉子組件可操作地聯接，其中該定子組件包括定子鐵芯和多個繞組，轉子組件能夠繞旋轉軸線旋轉。電機還包括殼體組件，該殼體組件包括第一端蓋和第二端蓋以及軸向延伸的內部殼體構件和外部殼體構件。定子鐵芯設置在軸向延伸的內部殼體構件中并與軸向延伸的內部殼體構件熱聯接。外部殼體構件圍繞內部殼體構件設置并且在內部殼體構件和外部殼體構件之間沿徑向限定了空隙空間。多個肋從內部殼體構件和外部殼體構件中的一個殼體構件沿徑向延伸到空隙空間中，每個肋具有遠側端部，該遠側端部接合內部殼體構件和外部殼體構件中的相對的殼體構件。內部殼體構件和外部殼體構件中的所述相對的殼體構件是管狀套筒，該管狀套筒具有面向空隙空間的大致平滑的壁狀表面。所述多個肋中的每個肋的遠側端部與平滑的壁狀表面接合。多個肋在空隙空間中限定了多個軸向延伸的流體路徑區段。第一端蓋和第二端蓋密封地封閉空隙空間的相對的軸向端部，殼體組件限定了入口和出口，其中液體冷卻劑進入入口，沿著包括所述多個軸向延伸的流體路徑區段的流體路徑流動，并且通過出口排出。

在一些實施例中，所述多個肋從內部殼體構件沿徑向向外延伸，大致平滑的壁狀表面是沿徑向面向內側的圓柱形表面。

在其它實施例中，內部殼體構件和外部殼體構件以及第一端蓋和第二端蓋限定了用于液體冷卻劑的螺線型路徑，其中液體冷卻劑在沿周向相鄰的流體路徑區段中沿相反的軸向方向流動，流體流動的軸向方向在相鄰的區段之間、在靠近第一端蓋和第二端蓋的位置處反向。

在其它實施例中，延伸有多個肋的內部或外部殼體構件包括具有徑向厚度的管狀部分，并且其中所述多個肋中的至少一些限定了比管狀部分的徑向厚度大的周向延伸寬度。在這樣的實施例中，第一端蓋和第二端蓋可以利用螺紋緊固件進行固定，所述螺紋緊固件延伸到孔中，所述孔位于周向寬度比管狀部分的徑向厚度大的肋中。

有利地，內部殼體構件和外部殼體構件各自具有軸向長度并且限定了沿著相應的殼體構件的整個軸向長度大致均勻的橫截面，由此內部殼體構件和外部殼體構件均是可擠出的。

在其它實施例中，第一端蓋限定了多個端部轉向流體通道，這些端部轉向流體通道沿周向圍繞并靠近定子組件的第一軸向端部布置，其中端部轉向流體通道使相鄰的流體路徑區段之間的流體連通，并且其中該電機還包括與第一端蓋熱聯接的電子部件，該電子部件設置在多個端部轉向流體通道的徑向內側并沿軸向靠近多個端部轉向流體通道。在這樣的實施例中，流體路徑可以限定螺線型路徑，其中第一端蓋限定了螺線型流體路徑的第一軸向極限，該第一軸向極限在第一軸向端部處沿軸向超過繞組的遠側極限，并且其中該電子部件至少部分地設置在第一軸向端部處的繞組的遠側極限和螺線型流體路徑的第一軸向極限之間。