CN105393436A - 电机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机，所述电机具有定子和转子，其中转子具有转子本体和在径向外环周上分布的磁体，并且定子具有定子本体和在其径向内环周上分布的绕组，其中定子本体具有径向向外突出的肋片和径向内部始于绕组的热管，所述热管径向向外延伸到肋片中。

Description

电机
技术领域
本发明涉及一种电机，尤其是用于机动车的动力传动系的电机，所述电机具有转子和定子。
背景技术
根据现有技术，具有转子和定子的电机用于驱动车辆或机组。在此，定子设置在环绕的包套中，所述包套也用于保持和稳定定子。此外，在此通过电机的导电元件中的感生的电回路电流产生损耗热量。这引起电机的转子和定子的变热。变热的包套在本文中当然具有损害从定子通过包套的散热的缺点。
因此，研发用于电机的冷却装置，例如液体冷却装置，其中冷却液体流动通过冷却包套进而冷却定子和转子。在此，转子的液体供应通常经由转子的轴进行，其中定子的液体供应通常通过径向或轴向引导的配管或软管进行。冷却液体由此被输送通过定子和转子，在那里所述冷却液体被加热，并且冷却液体在电机之外借助于例如空气冷却的冷却器再次被冷却。因此，液体冷却装置需要显著的结构耗费并且需要可观的用于液体冷却装置的运行成本。
也已知空气冷却装置，其中在外部的包套上设有散热片，以便扩大表面，以至于冷却空气能够沿着包套运送，以便通过冷却空气冷却包套。在此，包套因此为显著的热阻，使得还能够如期望地保持电机的温度。
通过EP1432102A2已知一种电机，其中使用所谓的热管，以便将热量从转子和定子之间的间隙中引导至散热器，该构型需要显著的结构空间。
发明内容
本发明的目的是实现一种电机，所述电机具有改进的冷却装置进而简单和紧凑地构成。
本发明的目的借助权利要求1的特征来实现。
本发明的一个实施例涉及一种电机，所述电机具有定子和具有转子，其中转子具有转子本体和在径向外环周上分布的磁体，并且定子具有定子本体和在其径向内环周上分布的绕组，其中定子本体具有径向向外突出的肋片。所述肋片除了定子本体的冷却表面之外还提供附加的“扁平的”、起冷却作用的面。
在一个实施方式中，定子具有径向内部始于绕组的热管，所述热管径向向外延伸到肋片中。由此，实现空气冷却装置，所述空气冷却装置通过将热管用于到肋片的内部的热传输来改进。
特别有利的是：绕组沿定子的轴向方向延伸并且至少各热管至少部分地由绕组包围。由此，实现：热量能够从绕组中直接地导出。
也适当的是：定子本体由多个盘构成，所述盘沿定子的轴向方向观察层叠地设置，其中盘具有凹部以容纳绕组。因此，能够实现定子本体，所述定子本体能够简单地构成进而在避免损耗电流的方面具有良好的电学特性。
也有利的是：盘具有凹部，以容纳热管的部分区域。由此热管能够部分地由绕组容纳并且部分地由定子本体容纳，使得实现改进的直接来自绕组的散热。
当盘由不同的板类型构成时，能够得到另一优点。因此，盘例如能够由至少两种不同的盘类型构成，其中较大的、即具有较大直径的盘形成肋片。附加地或替选地能够提出：盘由至少两种不同的材料构成，那么在由具有差导热材料的盘之间能够设有由更好的导热材料构成的盘。例如能够提出：仅小部分的、即仅每第三个或优选仅每第十个盘由更好导热的材料构成。在此优选地提出：在轴向方向上，具有更好导热性的盘分别基本上等距地隔开。特别地，在此，也能够为更好导热的盘应用具有较差导磁性的材料，即所述材料引起磁通量变差，进而引起电机的更小的效率。
在一个可行的实施方式中，肋片能够在外部区域中、即在由无肋片的区域形成的定子表面之外也具有进一步扩大肋片表面的形状或设计方案。例如能够将其理解为：能够将肋片修改成下述类型中的至少一种：镶边(Ausfransung)、切口，设有孔，如将拉伸网格切入和彼此拉开，或者通常制作成是非圆的。由此，能够扩大表面和/或也实现肋片的更好的通流，这分别有利地增强对流。
在一个有利的实施方式中可行的是：肋片具有另外的功能附加特征，所述附加特征能够用于更简单的安装。在此，其能够为安装和/或定向特征。此外，其能够为固定孔、钩或套环或为这些特征中多个不同特征的组合。所述附加特征分别扩展肋片本身的可用性。所描述的热管通过如下方式相应地扩展肋片的功能：所述肋片加装下述冷却路径，所述冷却路径已始于绕组的内部中，代替始于铜绕组的表面。
也适当的是：定子本体由具有用于热管的凹部的盘和不具有用于热管的凹部的盘组成。由此，能够以模块化的结构方式实现热管的间隔开的设置。
尤其有利的是：肋片沿轴向方向伸展并且由盘形成，所述盘在肋片的区域中容纳热管。
轴向方向关于转子和定子限定，其中关于轴向方向的所述轴线是转子的转动轴线。
也有利的是：肋片沿环周方向伸展并且由盘形成，所述盘也在肋片的区域中容纳热管。由此，根据电机和空气流的布置能够实现适当的冷却。
有利的是：盘具有用于绕组的、在内环周分布的凹部，所述凹部径向向外延伸。因此，能够从径向内部实现简单的安装，并且能够降低转子的磁体和绕组之间的间隙。
也有利的是：盘具有用于热管的凹部，所述热管始于用于绕组的凹部径向向外延伸。由此实现，热管也能够始于绕组向外引导至肋片，以便实现适当的空气冷却。
也有利的是：盘具有径向向外突出的凸起，所述凸起形成肋片。
附图说明
下面，根据优选的实施例结合所附的附图详细阐述本发明。
在此示出：
图1示出本发明的一个实施例的立体部分视图，
图2示出定子的盘，
图3示出定子的盘，
图4示出具有热管的绕组的视图，
图5示出本发明的另一实施例的立体子视图，
图6示出定子的盘，
图7示出定子的盘，和
图8示出定子的盘。
具体实施方式
图1示出具有定子3和转子2的电机1的立体部分视图。定子3径向设置在转子2外部，其中转子2能够径向地在定子3之内转动。
转子2具有转子本体4，所述转子本体在其径向外环周5上具有磁体6，所述磁体在环周5之上分布地设置。在转子2和定子3之间设有间隙7，使得转子2能够径向在定子3之内自由地转动。
定子3具有定子本体8，所述定子本体围绕转子2环形地延伸。定子本体8具有用于容纳绕组10的容纳部9。所述绕组10沿定子本体8的轴向方向延伸，其中多个绕组10在定子本体8的环周上分布地设置。绕组10在此优选沿轴向方向延伸。定子本体8在径向外部具有径向向外突出的肋片11，其中肋片11沿轴向方向延伸。
始于绕组10设有热管12，所述热管在径向方向上向外延伸并且在其延伸部的一部分13上设置在绕组10中并且在其延伸部的另一部分14上在定子本体8之内在肋片11的区域中延伸。对此，在绕组10和定子本体8或肋片11之内设有凹部15，所述凹部容纳热管13。
在一个有利的实施例中，热管13在径向内部的区域中在绕组10的区域中也借助于连接元件16连接，使得与多个热管连接的连接元件16设置在绕组10中。
沿轴向方向延伸的肋片11以径向向外突出的方式在定子本体8的环周之上分布地设置，其中肋片11具有基本上梯形的横截面。根据另一实施例，肋片11的横截面也例如基本上是矩形的或三角形的等。
图2和图3分别示出盘20、21，所述盘通过沿轴向方向相邻的排列形成根据图1的定子本体8。盘20环形地构成并且在其径向内环周上具有凹部22，所述凹部用于容纳绕组10。所述凹部有利地矩形的构成，其中凹部的其他的形状也是可行的。有利地，凹部22向径向内部敞开。
盘20在其径向外部环周上具有凸起23，所述凸起形成肋片。凸起在环周上分布地设置。为了固定和安装设有固定孔眼24。
盘20在根据图1的布置方式中装入在热管12之间，以便形成定子本体8在热管12之间的相应的部分。
根据图3的盘21在其径向内环周上具有凹部25，所述凹部用于容纳绕组10。始于凹部25设有径向向外延伸的凹部26，所述凹部用于容纳热管12。在径向外环周上，盘21具有凸起27，所述凸起形成肋片11。凹部26推进至凹起27中，使得设置在凹部26中的热管12延伸至肋片11中。
盘21在图1的实施例中应用在热管12的区域中，以便形成定子本体8的相应的部分。
图4示出具有热管12元件的布置的连接元件16的布置。热管12在此在其径向延伸部的一部分之上嵌入在连接元件16中并且在其径向延伸部的另一部分之上突出于连接元件16。连接元件16也用作为用于将热管12元件良好地热耦合到相应的绕组10的集流管。在此，构成具有良好导热性和同时良好的电绝缘的集流管，其中集流管在热影响下具有高的机械稳定性。优选地，连接元件16的材料由陶瓷或聚合物构成。
管形构成的热管12嵌入到构成为集流管的连接元件16中，如其优选容纳或注射到孔中，其中热管12具有由蒸发的且再次凝结的冷却介质构成的内部的循环。
图5示出根据本发明的电机51的另一有利的实施例，所述电机又具有转子52和定子53。转子52具有带有在环周55之上分布设置的磁体56的转子本体54。转子52又能够径向地在定子53之内转动，其中定子本体58环形地围绕转子52延伸并且在转子52和定子53之间设有间隙57。
定子本体58具有容纳部59，以容纳定子的绕组60，其中容纳部59敞开地设置在定子本体58的径向内部的边缘区域上。在定子本体58的径向外部的边缘区域上设有肋片61，所述肋片沿环周方向延伸，其中各个肋片61彼此隔开地设置。在绕组60中和在肋片61中设置有热管62，所述热管在其延伸部的一部分63之上设置在绕组60之内并且在其延伸部的另一部分64之上设置在肋片61之内。热管62在此在其径向内部的边缘区域上优选嵌入在连接元件66中。
图6至8示出盘70至72，所述盘用于形成定子本体58。
盘70用于容纳绕组60和热管62，其中盘70在其径向内环周上具有凹部73，以容纳绕组60，并且径向地在凹部73之外设有连接于凹部73的凹部74，以容纳热管62。为了连接盘70设有孔75。
盘71仅具有凹部73以容纳绕组60，其中凹部73从径向内部的边缘区域径向向外延伸。同样地，设有用于固定的孔75。
盘71的径向高度或扩展对应于盘70的径向高度，使得通过盘70和71形成肋片61，其中盘70是容纳热管元件的盘，并且盘71是相邻的元件，用于侧向覆盖热管元件72。
盘72类似于盘71构成，其具有设置在径向内部的凹部73，其中盘72具有比盘70和71更小的径向扩展，使得盘72应用在图5的实施例中以将肋片61彼此隔开。所述盘在肋片61之间的区域中形成定子本体58。
附图标记列表
1电机
2转子
3定子
4转子本体
5环周
6磁体
7间隙
8定子本体
9容纳部
10绕组
11肋片
12热管
13延伸部的一部分
14延伸部的一部分
15凹部
16连接元件
20盘
21盘
22凹部
23凸起
24固定孔眼
25凹部
26凹部
27凸起
51电机
52转子
53定子
54转子本体
55环周
56磁体
57间隙
58定子本体
59容纳部
60绕组
61肋片
62热管
63延伸部的一部分
64延伸部的一部分
66连接元件
70盘
71盘
72盘
73凹部
74凹部
75孔

Claims (11)

1.一种电机(1，51)，所述电机具有定子(3，53)和转子(2，52)，其中所述转子(2，52)具有转子本体(4，54)和在径向外环周上分布的磁体(6，56)，并且所述定子(3，53)具有定子本体(8，58)和在其径向内环周上分布的绕组(10，60)，
其特征在于，所述定子本体(8，58)具有径向向外突出的肋片(11，61)。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子本体(8，58)具有径向内部始于所述绕组(10，60)的热管(12，62)，所述热管径向向外延伸到肋片(11，61)中。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述绕组沿所述定子(3，53)的轴向方向延伸，并且至少各热管(12，62)由绕组(10，60)至少部分地包围。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机，其特征在于，所述定子本体(8，58)由多个盘(20，21，70，71，72)构成，所述盘在所述定子(3，53)的轴向方向观察层叠地设置，其中所述盘(20，21，70，71，72)具有用于容纳所述绕组(10，60)的凹部(22，25，73)和/或用于容纳所述热管(12，62)的至少一个部分区域的凹部(26，74)。
5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，设有至少两种不同类型的盘(20，21，70，71，72)，其中所述盘(20，21，70，71，72)由不同的板类型构成和/或具有不同的大小，其中较大的盘(20，21，70，71，72)形成肋片(11，61)。
6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述盘(20，21，70，71，72)的部分盘、优选全部盘(20，21，70，71，72)中的少于一半的盘、更优选最多沿轴向方向的每第三个盘、还优选沿轴向方向的每第十个盘(20，21，70，71，72)由如下材料构成，所述材料与构成其余的盘(20，21，70，71，72)的材料相比具有更好的导热性。
7.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述定子本体(8，58)由具有用于热管(12，62)的凹部的盘(20，21，70，71，72)和不具有用于所述热管(12，62)的凹部的盘(20，21，70，71，72)组成。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电机，其特征在于，所述肋片(11，61)沿轴向方向或环周方向伸展并且由盘形成，所述盘在所述肋片的区域中容纳所述热管(12，62)或至少也在所述肋片的区域中容纳所述热管。
9.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于，所述盘具有在所述内环周上分布的、用于所述绕组(10，60)的凹部，所述凹部径向向外延伸。
10.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述盘具有用于热管(12，62)的凹部，所述用于热管的凹部始于用于所述绕组的凹部径向向外延伸。
11.根据上述权利要求中至少一项所述的电机，其特征在于，所述盘具有径向向外突出的凸起，所述凸起形成所述肋片(11，61)。
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