[發(fā)明專利]電機(jī)端匝冷卻裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580050093.1
• 申請(qǐng)日: 2015-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN107078569A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沃利·E·里佩爾;埃里克·里佩爾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普里派爾技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02K1/20
• 分類號(hào): H02K1/20
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 董敏,陳偉偉

技術(shù)領(lǐng)域

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)方面涉及電機(jī)的冷卻，并且更具體地涉及用于冷卻電機(jī)中的端匝的系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在比如永磁(PM)無刷直流電機(jī)的無刷機(jī)器和感應(yīng)電機(jī)(IM)中，定子可以由疊片芯疊層和繞組組成。進(jìn)而，疊片芯疊層可以包括多個(gè)軸向定向的槽，電導(dǎo)體穿過這些槽被放置以形成被稱為繞組的結(jié)構(gòu)。包含在槽內(nèi)的繞組部分被稱為“有源繞組”，而位于芯外部的兩個(gè)端部被稱為“端匝”。端匝是與有源繞組一起完成電路的元件。就其自身而言，端匝并不有助于能量轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生，但是它們產(chǎn)生了與電流的平方成比例的熱，并且因此與產(chǎn)生的扭矩的平方大致成比例。對(duì)于四極電機(jī)，每個(gè)端匝可能占機(jī)器總損耗的大約12％。

對(duì)于低性能機(jī)器而言，繞組電流密度可以小于400A/cm²。在這些情況下，在有源繞組和端匝兩者中產(chǎn)生的熱可以相對(duì)較小，并且被引導(dǎo)經(jīng)過定子殼體和端匝的適度的空氣流可以提供足夠的熱傳遞以將溫度限制到安全值。在高性能機(jī)器中，電流密度可能超過1000A/cm²，并且端匝熱可能被迫流入有源繞組中，從而使有源繞組溫度升高，同時(shí)還導(dǎo)致端匝溫度升高成遠(yuǎn)高于有源繞組的溫度。這可能導(dǎo)致機(jī)器故障。

因此，需要一種用于端匝冷卻的有效系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，提供了一種冷卻結(jié)構(gòu)，包括：多個(gè)層，所述多個(gè)層中的第一層具有形成第一流體通路的一部分的開口，并且該結(jié)構(gòu)被配置為對(duì)電機(jī)的端匝進(jìn)行冷卻。

在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)層是：疊片或一匝卷繞條帶。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)層中的任一層具有：第一開口、第二開口和第三開口，第一開口、第二開口和第三開口具有相同的尺寸和形狀并且沿著層均勻地間隔開。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)層中的任一層具有第一開口和第二開口，第一開口的形狀和/或尺寸與第二開口不同。

在一個(gè)實(shí)施方式中，第一層具有第一開口，所述多個(gè)層中的第二層具有第二開口，第一開口的形狀和/或尺寸與第二開口不同。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)是中空筒形件，該中空筒形件具有：內(nèi)筒形表面或外筒形表面、和/或環(huán)形端表面，其中，內(nèi)筒形表面或外筒形表面和環(huán)形端表面中的中的任一者或者兩者與端匝熱接觸。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)被配置為對(duì)軸向間隙電機(jī)的端匝進(jìn)行冷卻。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)層包括卷繞條帶，所述多個(gè)層中的每個(gè)層是多匝卷繞條帶中的一匝卷繞條帶。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)層包括第一卷繞條帶和第二卷繞條帶，第二卷繞條帶與第一卷繞條帶共卷繞，并且其中，所述多個(gè)層中的每個(gè)層是一匝第一卷繞條帶或一匝第二卷繞條帶。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)包括上述開口，該結(jié)構(gòu)還包括歧管，歧管具有與多個(gè)流體通路流體連通的歧管通道。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)包括上述開口，該結(jié)構(gòu)還包括導(dǎo)流器，該導(dǎo)流器被配置為將流體流引導(dǎo)到多個(gè)流體通道的子組或從多個(gè)流體通道的子組接收流體流。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述多個(gè)層包括多個(gè)交替的不同尺寸的開口。

在一個(gè)實(shí)施方式中，開口中的每個(gè)開口與另一層中的兩個(gè)開口重疊。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)包括開口，該結(jié)構(gòu)還包括導(dǎo)流器，該導(dǎo)流器被配置為將流體流引導(dǎo)到多個(gè)流體通道的子組中或從多個(gè)流體通道的子組接收流體流。

在一個(gè)實(shí)施方式中，導(dǎo)流器是所述多個(gè)層中的一層，并且具有多個(gè)第一尺寸的開口，其中：導(dǎo)流器的開口中的一個(gè)開口與所述多個(gè)層中的一層的第一尺寸的開口對(duì)準(zhǔn)并且所述多個(gè)層中的一層的另一第一尺寸的開口不與導(dǎo)流器的任何開口對(duì)準(zhǔn)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，該結(jié)構(gòu)包括具有第一歧管通道的第一歧管和具有第二歧管通道的第二歧管，其中：所述多個(gè)層中的每個(gè)層具有多個(gè)開口，所述多個(gè)層中的所述多個(gè)開口形成：與第一歧管通道和第二歧管通道流體連通的多個(gè)大致成方位角的流體通路，以及與第一歧管通道和第二歧管通道流體連通的多個(gè)大致軸向的流體通路，或者與第一歧管通道和第二歧管通道流體連通的多個(gè)大致徑向的流體通路，每個(gè)大致成方位角的流體通路連接：一對(duì)大致軸向的流體通路或一對(duì)大致徑向的流體通路，以及連接第一歧管通道和第二歧管通道的至少一個(gè)流體路徑包括至少一個(gè)大致成方位角的流體通路。