[發(fā)明專利]帶有改進(jìn)的空氣冷卻的具有切向結(jié)構(gòu)的電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710386588.2
• 申請(qǐng)日: 2017-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN107453543B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·朱麗亞尼;F·萊利;M·萊蒂奇;M·卡塔爾迪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬涅蒂-馬瑞利公司
• 主分類號(hào): H02K9/06
• 分類號(hào): H02K9/06;H02K5/20
• 代理公司: 北京市路盛律師事務(wù)所 11326
• 代理人: 常利強(qiáng);王桂玲

一種具有切向結(jié)構(gòu)的電機(jī)(4)包括：圍繞旋轉(zhuǎn)軸線(X?X)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子(8)；與轉(zhuǎn)子(8)同軸的定子(12)，定子(12)包括至少部分地容納轉(zhuǎn)子(8)的殼體(16)；主體(20)，其包括電機(jī)(4)的控制裝置，主體(20)在大致與定子(12)的殼體(16)相切的位置處設(shè)置在定子(12)的外部并平行于旋轉(zhuǎn)軸線(X?X)。有利地，轉(zhuǎn)子(8)包括第一冷卻風(fēng)扇(24)和第二冷卻風(fēng)扇(28)，冷卻風(fēng)扇鍵接在轉(zhuǎn)子(8)的相應(yīng)的沿旋轉(zhuǎn)軸線(X?X)相對(duì)的第一軸向端部(32)和第二軸向端部(36)上；第一冷卻風(fēng)扇(24)和第二冷卻風(fēng)扇(28)配置成通過轉(zhuǎn)子(8)的旋轉(zhuǎn)分別產(chǎn)生彼此獨(dú)立的第一冷卻空氣流和第二冷卻空氣流；其中第一冷卻空氣流朝向轉(zhuǎn)子(8)的第一軸向端部(32)引導(dǎo)；及其中第二冷卻空氣流朝向主體(20)引導(dǎo)，以便冷卻控制裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及帶有改進(jìn)的空氣冷卻的具有切向結(jié)構(gòu)的電機(jī)。

背景技術(shù)

如已知的那樣，電機(jī)設(shè)有用于其操作和控制的功率電子器件。包括相關(guān)電路板的所述電子器件需要相關(guān)冷卻。為此目的，本領(lǐng)域內(nèi)已知許多方案涉及液體(通常為水)冷卻方案和空氣冷卻方案。

水冷卻方案允許散熱增加，但另一方面，帶來更高的成本、更大的尺寸和重量；另外還需要為冷卻系統(tǒng)提供可靠的液壓密封，以避免可能的冷卻劑液體泄漏。

而空氣冷卻方案更輕、更簡(jiǎn)單且成本更低；事實(shí)上，它們?cè)O(shè)置成用于將一個(gè)或多個(gè)風(fēng)扇安裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸上。以此方式，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的過程中，自動(dòng)生成空氣流，所述空氣流將熱量從待冷卻的電機(jī)部件帶走。

然而，空氣冷卻方案由于與水相比具有受限的散熱能力而導(dǎo)致一些問題。

事實(shí)上，與冷卻劑液體相比，氣體介質(zhì)(特別是空氣)具有降低的冷卻能力。此外，鍵接到轉(zhuǎn)子軸上的風(fēng)扇的效率和冷卻能力顯然取決于所述軸的轉(zhuǎn)速，因?yàn)楫a(chǎn)生的空氣流直接取決于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。

結(jié)果，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速降低時(shí)，冷卻的效率和有效性降低。這種限制可能導(dǎo)致重大缺點(diǎn)，諸如當(dāng)電機(jī)在扭矩下以低轉(zhuǎn)速工作時(shí)：在該操作模式下，電機(jī)將需要更大的散熱，但是由于轉(zhuǎn)速低，所產(chǎn)生的空氣流不足以提供足夠的冷卻。

因此，當(dāng)使用具有空氣冷卻系統(tǒng)的電機(jī)時(shí)，至關(guān)重要的是盡可能地提高這種系統(tǒng)的效率，以便在所有操作條件下確保電機(jī)的功率電子器件的足夠冷卻。另外，特別是當(dāng)將使用的電機(jī)的功率增加時(shí)，迄今為止存在切換到液體制冷設(shè)備的傾向，但液體制冷設(shè)備具有上述缺點(diǎn)，主要與成本、空間和尺寸有關(guān)。

當(dāng)電機(jī)具有必須被冷卻的切向結(jié)構(gòu)(即具有功率電子器件)時(shí)，在所述結(jié)構(gòu)中相關(guān)電子電路板與定子的圓柱形主體相切地布置，上述問題進(jìn)一步加劇。事實(shí)上，對(duì)于這種特定的結(jié)構(gòu)，當(dāng)使用空氣冷卻系統(tǒng)時(shí)，在將足夠的空氣流輸送到待冷卻的電機(jī)部分時(shí)遇到重大問題。由于這些原因，當(dāng)使用具有切向結(jié)構(gòu)的電機(jī)時(shí)，優(yōu)選地使用水冷卻系統(tǒng)，其具有上述限制和缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

因此需要解決參考現(xiàn)有技術(shù)所提及的缺點(diǎn)和限制。

因此，需要提供一種帶有空氣冷卻的電機(jī)，該電機(jī)能在電機(jī)的所有操作條件下確保足夠和有效的冷卻，即使當(dāng)轉(zhuǎn)子在滿負(fù)荷和低速下旋轉(zhuǎn)時(shí)，也能確保足夠和有效的冷卻。

這種需要由如下所述的電機(jī)來滿足：本發(fā)明提供一種具有切向結(jié)構(gòu)的電機(jī)，包括：圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子；相對(duì)于所述旋轉(zhuǎn)軸線與所述轉(zhuǎn)子同軸的定子；定子包括殼體，該殼體至少部分地容納轉(zhuǎn)子；主體，其包括用于所述電機(jī)的致動(dòng)、供電和控制的控制裝置，所述主體在大致與定子的殼體相切的位置處設(shè)置在所述定子的外部并且平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線；其中：所述轉(zhuǎn)子包括第一冷卻風(fēng)扇和第二冷卻風(fēng)扇，所述第一冷卻風(fēng)扇和第二冷卻風(fēng)扇鍵接在所述轉(zhuǎn)子的相應(yīng)的沿所述旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)的第一軸向端部和第二軸向端部上；所述第一冷卻風(fēng)扇和第二冷卻風(fēng)扇配置成通過所述轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)分別產(chǎn)生彼此獨(dú)立的第一冷卻空氣流和第二冷卻空氣流；其中所述第一冷卻空氣流朝向所述轉(zhuǎn)子的所述第一軸向端部引導(dǎo)；其中所述第二冷卻空氣流朝向所述主體引導(dǎo)，以便冷卻所述控制裝置。