DE112020001155T5

DE112020001155T5 - Kühlsystem für eine rotierende elektrische maschine

Info

Publication number: DE112020001155T5
Application number: DE112020001155.0T
Authority: DE
Inventors: Carlos E. Nino Baron; Christopher J. Watson
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2019-04-12
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2021-12-02
Also published as: US10965192B2; WO2020209967A1; US20200328655A1; CN113661637A

Abstract

Eine rotierende elektrische Maschine beinhaltet einen Stator (11), einen Rotor, eine Vielzahl von Spulen und eine Vielzahl von Abstandhaltern. Der Stator (11) weist einen Statorkörper (16) und eine Vielzahl von Statorpolen (17) auf. Jeder Statorpol (17) weist ein Paar von in die entgegengesetzte Richtung weisenden Seitenflächen auf. Der Rotor ist innerhalb des Stators (11) positioniert und weist eine Vielzahl von Rotorpolen auf. Eine Spule ist um jeden Statorpol (17) herum angeordnet. Die Abstandhalter sind zwischen einer Spule und mindestens einer von einer Innenumfangsfläche des Statorkörpers (16) und den Seitenflächen des Statorkörpers angeordnet, um eine Fluidströmungsöffnung zwischen der Spule und dem Stator (11) zu definieren.

Description

Gebiet der Technik
Diese Offenbarung betrifft allgemein eine rotierende elektrische Maschine und insbesondere ein Kühlsystem für eine rotierende elektrische Maschine.
Hintergrund
Arbeitsmaschinen können durch elektrische Antriebssysteme angetrieben werden. Die elektrischen Antriebssysteme beinhalten manchmal Traktionssysteme mit Elektroantrieb, die Traktionsvorrichtungen der Arbeitsmaschinen Antriebskräfte bereitstellen. In manchen Traktionssystemen mit Elektroantrieb werden geschaltete Reluktanzmotoren verwendet, um die Antriebskraft bereitzustellen.
Geschaltete Reluktanzmotoren können verschiedene Motortopologien aufweisen (z. B. die Anzahl von Statorpolen, die Anzahl von Spulen und die Anzahl von Rotorpolen). Zusätzlich kann ein geschalteter Reluktanzmotor mit einer Vielzahl von Phasen konfiguriert sein (z. B. 2 Phasen, 3 Phasen, 4 Phasen oder mehr). Ein geschalteter Reluktanzmotor kann eine Vielzahl von Statorpolen aufweisen, wobei jeder eine Wicklung von elektrisch leitenden Drähten oder Spule, die darum positioniert ist, aufweist. Die Anzahl von Drähten und die Konfiguration der Spule ist ein Faktor, der sich auf die Effizienz des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors auswirkt.
Der Betrieb eines geschalteten Reluktanzmotors kann eine signifikante Menge an Wärme innerhalb des Motors erzeugen. Kühlung der geschalteten Reluktanzmotoren kann auf viele Arten erfolgen. In manchen Fällen sind Konvektionskühlsysteme bereitgestellt, um Wärme aus den geschalteten Reluktanzmotoren zu ziehen. Verbesserungen der Kühlung von geschalteten Reluktanzmotoren sind wünschenswert, um Stromerzeugung, Effizienz und Lebensdauer zu erhöhen.
US-Patent Nr. 9,621,011 offenbart einen geschalteten Reluktanzmotor, der einen Stator mit einer Vielzahl von Statorpolen, die Wicklungen darauf aufweisen, und einen Rotor, der relativ zum Stator drehbar ist, aufweist. Eine Statorhülse befindet sich um den Statorkern herum und beinhaltet einen Konvektionsbehälter, der sich entlang mindestens eines Abschnitts der Wicklungen erstreckt und in einer wärmeleitenden gegenüberstehenden Beziehung damit steht. Ein Zufuhrbehälter ist mit einer Vielzahl von Übertragungsanschlüssen bereitgestellt, die den Konvektionsbehälter fluidisch mit dem Zufuhrbehälter koppeln.
Die vorhergehende Hintergrunddiskussion soll dem Leser lediglich helfen. Sie soll weder die hierin beschriebenen Innovationen beschränken noch den diskutierten Stand der Technik beschränken oder erweitern. Somit sollte die vorhergehende Diskussion nicht als Angabe verstanden werden, dass irgendein bestimmtes Element eines vorherigen Systems zur Verwendung mit den hierin beschriebenen Innovationen ungeeignet ist, noch soll sie angeben, dass irgendein Element beim Implementieren der hierin beschriebenen Innovationen wesentlich ist. Die Implementierungen und Anwendung der hierin beschriebenen Innovationen sind durch die angefügten Ansprüche definiert.
Zusammenfassung der Erfindung
In einem Aspekt beinhaltet eine rotierende elektrische Maschine einen Stator, einen Rotor, eine Vielzahl von Spulen und eine Vielzahl von Abstandhaltern. Der Stator weist einen Statorkörper mit einer Innenumfangsfläche und einer Vielzahl von Statorpolen auf, die sich radial von der Innenumfangsfläche weg erstrecken. Jeder Statorpol weist ein Paar von in die entgegengesetzte Richtung weisenden Seitenflächen auf, wobei die Seitenflächen von benachbarten Statorpolen einander zugewandt sind. Der Rotor ist innerhalb des Stators positioniert und weist eine Vielzahl von Rotorpolen auf. Eine Spule ist um jeden Statorpol herum angeordnet und jede Spule weist eine Vielzahl von elektrisch leitenden Drähten auf, die eine Gruppe von Drähten definieren. Die Gruppe von Drähten ist um ihren jeweiligen Statorpol herumgewickelt, um eine Vielzahl von Windungen der Gruppe von Drähten um den Statorpol herum zu definieren, und jede Spule hat ferner eine Innenfläche, die allgemein neben den Seitenflächen ihres jeweiligen Statorpols positioniert ist, ein Einführende, das allgemein neben dem Statorkörper positioniert ist, und ein Rotorende, das gegenüber dem Einführende positioniert ist. Jeder Abstandhalter ist zwischen einer Spule und mindestens einer von der Innenumfangsfläche des Statorkörpers und den Seitenflächen des Statorkörpers angeordnet, um eine Fluidströmungsöffnung zwischen der Spule und dem Stator zu definieren.
In einem anderen Aspekt beinhaltet eine rotierende elektrische Maschine einen Stator, einen Rotor, eine Vielzahl von Spulen, eine Vielzahl von Abstandhaltern und ein Fluidsystem. Der Stator weist einen Statorkörper mit einer Innenumfangsfläche und einer Vielzahl von Statorpolen auf, die sich radial von der Innenumfangsfläche weg erstrecken. Jeder Statorpol weist ein Paar von in die entgegengesetzte Richtung weisenden Seitenflächen auf, wobei die Seitenflächen von benachbarten Statorpolen einander zugewandt sind. Der Rotor ist innerhalb des Stators positioniert und weist eine Vielzahl von Rotorpolen auf. Eine Spule ist um jeden Statorpol angeordnet und jede Spule weist eine Vielzahl von elektrisch leitenden Drähten auf, die eine Gruppe von Drähten definieren. Die Gruppe von Drähten ist um ihren jeweiligen Statorpol herumgewickelt, um eine Vielzahl von Windungen der Gruppe von Drähten um den Statorpol herum zu definieren, und jede Spule hat ferner eine Innenfläche, die allgemein neben den Seitenflächen ihres jeweiligen Statorpols positioniert ist, ein Einführende, das allgemein neben dem Statorkörper positioniert ist, und ein Rotorende, das gegenüber dem Einführende positioniert ist. Jeder Abstandhalter ist zwischen einer Spule und mindestens einer von der Innenumfangsfläche des Statorkörpers und den Seitenflächen des Statorkörpers angeordnet, um eine Fluidströmungsöffnung zwischen der Spule und dem Stator zu definieren. Ein Anschluss ist neben mindestens einem Ende der Fluidströmungsöffnung angeordnet. Das Fluidsystem beinhaltet ein Kühlfluid, das durch die Fluidströmungsöffnung und durch den Anschluss strömt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Endansicht eines Abschnitts eines geschalteten Reluktanzmotors;
2 ist eine Schnittansicht eines geschalteten Reluktanzmotors, der die hierin offenbarten Prinzipien integriert;
3 ist eine perspektivische Ansicht einer Spule, die mit dem geschalteten Reluktanzmotor von 2 verwendet wird;
4 ist ein Schnitt der Spule von 3, der allgemein entlang Linie 4-4 genommen ist;
5 ist eine fragmentierte Endansicht eines Abschnitts des Stators, der mit dem geschalteten Reluktanzmotor von 2 verwendet, wobei die Spulen von 3 darauf angeordnet sind;
6 ist eine fragmentierte Endansicht, die ähnlich wie 5 ist, jedoch mit den Spulen im Schnitt und die eine erste Ausführungsform von Abstandhaltern darstellt;
7 ist eine vergrößerte fragmentierte Endansicht eines Abschnitts von 6;
8 ist eine fragmentierte Explosionsansicht eines Statorpols und einer Spule, die eine erste Ausführungsform der hierin offenbarten Abstandhalter beinhaltet;
9 ist eine Ansicht, die ähnlich wie 8 ist, jedoch von einer zweiten Ausführungsform der hierin offenbarten Abstandhalter;
10 ist eine fragmentierte Endansicht, die ähnlich wie 6 ist, jedoch eine dritte Ausführungsform der hierin offenbarten Abstandhalter darstellt;
11 ist eine vergrößerte fragmentierte Endansicht eines Abschnitts von 10;
12 ist eine fragmentierte Explosionsansicht eines Statorpols und einer Spule, die ähnlich wie 8 ist, jedoch die dritte Ausführungsform der hierin offenbarten Abstandhalter beinhaltet;
13 ist eine Ansicht, die ähnlich wie 12 ist, jedoch von einer vierten Ausführungsform der hierin offenbarten Abstandhalter; und
14 ist eine perspektivische Ansicht eines Statormantels, der mit dem geschalteten Reluktanzmotor von 2 verwendet wird.

Detaillierte Beschreibung
Bezug nehmend auf 1 bis 2, beinhaltet eine rotierende elektrische Maschine, wie z. B. ein geschalteter Reluktanzmotor 10, einen Stator 11 und einen Rotor 12, der drehbar darin angeordnet ist. Ein ringförmiger Statormantel 13 umgibt und greift umfangsmäßig in eine Außenumfangsfläche 19 des Stators 11 ein. Ein Außengehäuse 14 umgibt und greift umfangsmäßig in die Außenumfangsfläche des Statormantels 13 ein. Der Motor 10 beinhaltet eine Drehachse 27, um die sich der Rotor 12 dreht.
Der Stator 11 weist einen Statorkörper 16 mit einer dem Rotor 12 zugewandten Innenumfangsfläche 20 auf. Eine Vielzahl von Statorpolen 17 erstreckt sich radial nach innen von der Innenumfangsfläche 20 des Statorkörpers 16. Jeder Statorpol 17 weist ein Paar von in die entgegengesetzte Richtung weisenden Seitenflächen 21 auf. Der Raum zwischen den zugewandten Seitenflächen 21 von benachbarten Statorpolen 17 definiert Statornuten 22, in denen die Wicklungen oder leitenden Drähte der Spulen 30 positioniert werden. Anders gesagt, jeder Statorpol 17 weist eine leitende Wicklung oder Spule 30, die darum gewickelt ist, auf, sodass ein Abschnitt jeder Spule in benachbarten Statornuten 22 positioniert ist.
Die Spulen 30, die um die Statorpole 17 jeder Gruppe eines Phasensatzes (A⁺, A^- und B⁺, B^-) herum positioniert sind, sind elektrisch verbunden und können als Teil der elektrischen Schaltung, entweder parallel oder in Reihe, konfiguriert sein. Der Stator 11 kann durch Aufeinanderstapeln einer Vielzahl von einteiligen, kontinuierlichen, ringförmigen Eisenelementen gebildet sein. Eine Schicht aus Isoliermaterial (nicht gezeigt) kann zwischen jedem Eisenelement bereitgestellt sein.
Der Rotor 12 weist einen Rotorkörper 25 mit einer Vielzahl von Rotorpolen 26 auf, die sich radial vom Körper nach außen erstrecken. Bei einem geschalteten Reluktanzmotor weist der Rotor 12 keine Wicklungen oder Magnete auf. Der Rotor 12 kann aus einem Stapel von laminierten, einteiligen, kontinuierlichen, ringförmigen Eisenelementen gebildet sein (nicht gezeigt). Rotoren 12 mit anderen Strukturen und Konfigurationen werden in Betracht gezogen, wie einem Fachmann ersichtlich wäre. Zusätzlich sind, während der Motor von 2 als ein geschalteter Reluktanzmotor dargestellt ist, die hierin offenbarten Konzepte auf andere rotierende elektrische Maschinen anwendbar, wie z. B. einen geschalteten Reluktanzgenerator oder eine Maschine, in der der Rotor 12 Dauermagneten oder eine andere Struktur oder Konfiguration aufweist.
Wie dargestellt, beinhaltet der Stator 11 acht radial nach innen vorstehende Statorpole 17 und beinhaltet der Rotor 12 vier radial nach außen vorstehende Rotorpole 26. Die Anzahl von Phasen des geschalteten Reluktanzmotors 10 sowie die Anzahl von Statorpolen 17 und Rotorpolen 26 sind nur beispielhaft und sollen nicht beschränkend sein.
Bezug nehmend auf 3 bis 4, kann jede Spule 30 aus einer Vielzahl von elektrisch leitenden Drähten 31 gebildet sein, die eine Gruppe von Drähten definieren, die auf eine allgemein ovale Weise eine vorbestimmte Anzahl von Malen oder Windungen gewickelt sind, um eine zentrale Öffnung 32 zu definieren. Die zentrale Öffnung 32 entspricht in der Größe allgemein dem Querschnitt der Statorpole 17, sodass die Spule 30 während der Herstellung des geschalteten Reluktanzmotors 10 auf den Statorpol geschoben werden kann.
Jede Spule 30 beinhaltet ein Einführende 33, das allgemein neben dem Statorkörper 16 des Stators 11 zu positionieren ist, und ein Rotorende 34, das gegenüber dem Einführende und allgemein neben der Endfläche des Statorpols 17 zu positionieren ist. Eine Innenfläche 35 ist konfiguriert, um neben oder in der Nähe ihres jeweiligen Statorpols 17 positioniert zu werden, und eine zusammengesetzte Außenfläche 36 weist allgemein in die der Innenfläche 35 entgegengesetzte Richtung. Dementsprechend definieren bei Betrachtung vom Einführende 33 oder vom Rotorende 34 sowohl die Innenfläche 35 als auch die Außenfläche 36 allgemein ovale Flächen. Das Einführende 33 und das Rotorende 34 verbinden die Innenfläche 35 mit der zusammengesetzten Außenfläche 36. Jede Spule 30 weist ein Paar von Hauptabschnitten 37 und ein Paar von Nebenabschnitten 38 auf, wobei jeder Nebenabschnitt das Paar von Hauptabschnitten verbindet.
Die zusammengesetzte Außenfläche 36 beinhaltet einen ersten Schenkelabschnitt 39 und einen zweiten Schenkelabschnitt 40. Der erste Schenkelabschnitt 39 erstreckt sich vom Einführende 33 der Spule 30 hin zum Rotorende 34. Der zweite Schenkelabschnitt 40 erstreckt sich vom Rotorende 34 hin zum Einführende 33 und schneidet den ersten Schenkelabschnitt 39 an Schnittpunkt 41. Der erste Schenkelabschnitt 39 und der zweite Schenkelabschnitt 40 sind in einem Winkel 42 zueinander an Schnittpunkt 41 positioniert oder konfiguriert. Dementsprechend definiert der erste Schenkelabschnitt 39 einen ersten Abschnitt 44, der eine allgemein gleichmäßige Breite aufweist (d. h., der Abstand von der Innenfläche 35 zur Außenfläche 36).
Der zweite Schenkelabschnitt 40 definiert einen zweiten Abschnitt 45, der eine konische Breite aufweist. Der Winkel 42 kann auf der Anzahl von Statorpolen 17 des Stators 11 basieren oder davon abhängen. In einer Ausführungsform kann der Winkel 42 allgemein 360 Grad geteilt durch die Anzahl von Statorpolen 17 entsprechen. Die in 3 bis 4 dargestellte Spule 30 kann mit einem Stator 11, der zwölf Statorpole 17 aufweist, verwendet werden und somit ist der Winkel 42 als ungefähr 30 Grad konfiguriert. In vielen Anwendungen kann der Winkel 42 zwischen ungefähr 15 Grad und 60 Grad liegen.
Wenngleich in den Zeichnungen mit der zusammengesetzten Außenfläche 36, die sich um die gesamte Außenfläche der Spule 30 herum erstreckt, dargestellt, können in manchen Konfigurationen nur die Hauptabschnitte 37 die zusammengesetzte Außenfläche 36 beinhalten.
Eine wärmebeständige, elektrisch isolierende Schicht oder Umhüllung 43 kann auf die Außenfläche 36 der Spule 30 entlang der Hauptabschnitte 37 aufgebracht werden. In einem Beispiel kann die isolierende Umhüllung 43 aus einem oder mehreren Materialien, wie z. B. Nomex^®, Mylar^®, Kapton^®, Glimmer oder anderen mit ähnlichen Eigenschaften, gebildet sein. Ferner kann die Umhüllung 43 aus unterschiedlichen Materialien oder Kombinationen von Materialien und/oder aus unterschiedlichen Dicken an unterschiedlichen Stellen um die Spule 30 herum gebildet sein. In manchen Ausführungsformen kann die Umhüllung 43 eine starre Außenfläche entlang der ganzen oder eines Abschnitts der Spule 30 bilden.
Wie in 4 dargestellt, weist jeder elektrisch leitende Draht 31 einen allgemein kreisförmigen Querschnitt auf. Die elektrisch leitenden Drähte 31 können einen nicht kreisförmigen Querschnitt, wie z. B. oval, quadratisch oder rechteckig, in manchen Konfigurationen aufweisen. Die elektrisch leitenden Drähte 31 können aus einem hochleitfähigen, flexiblen Material, wie z. B. Kupfer, gebildet sein und weisen eine Isolierschicht darauf auf. In einer Ausführungsform können Magnetdrähte mit einer Emailleisolierschicht verwendet werden.
Während der Montage des Stators 11 ermöglicht der Winkel 42 zwischen dem ersten Schenkelabschnitt 39 und dem zweiten Schenkelabschnitt 40, dass das Einführende 33 jeder Spule 30 auf einen Statorpol 17 geschoben werden kann, ohne in eine benachbarte Spule, die auf einem benachbarten Statorpol montiert ist, einzugreifen oder diese zu kontaktieren. Anders gesagt, der Winkel 42 schafft einen Zwischenraum oder eine Öffnung für den Durchgang des ersten Schenkelabschnitts 39 einer benachbarten Spule 30.
Bezug nehmend auf 5, definiert beim Montieren der Spulen 30 auf den Statorpolen 17 der Raum zwischen den ersten Schenkelabschnitten 39 von benachbarten Spulen einen allgemein V-förmigen ersten Kanal 50 neben dem Statorkörper 16, der sich entlang der gesamten Länge der benachbarten Hauptabschnitte 37 der Paare von benachbarten Spulen erstreckt. Der breitere Abschnitt des V-förmigen ersten Kanals 50 ist neben dem Statorkörper 16 angeordnet. Der Raum zwischen den zweiten Schenkelabschnitten 40 von benachbarten Spulen 30 definiert einen allgemein V-förmigen zweiten Kanal 51, der sich ebenfalls entlang der gesamten Länge der benachbarten Hauptabschnitte 37 der Paare von benachbarten Spulen erstreckt. Die V-förmigen zweiten Kanäle 51 sind in einer entgegengesetzten Ausrichtung zu den V-förmigen ersten Kanälen 50 konfiguriert, damit die schmalsten Abschnitte der Kanäle am nächsten beieinander liegen. Die V-förmigen ersten Kanäle 50 und V-förmigen zweiten Kanäle 51 können in Fluidverbindung miteinander durch die schmalen Abschnitte der Kanäle stehen.
Während des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors 10 wird Drehung des Rotors 12 durch die sequenzielle Erregung oder Einschaltung von benachbarten Sätzen von Statorpolen 17 durch Zuführen von Spannungsimpulsen einer gewünschten Größe und Dauer erreicht, um einen Gleichstrom innerhalb der Spulen 30 der Statorpole 17 zu erzeugen. Einschaltung der Statorpole 17 erzeugt magnetischen Fluss, der die Rotorpole 26 anzieht, was tendenziell die Rotorpole auf die eingeschalteten Statorpole 17 ausrichtet.
Wenn die Rotorpole 26 auf einen Satz von eingeschalteten Statorpolen 17 ausgerichtet werden, wird der Spannungsimpuls, und somit der Gleichstrom zu den eingeschalteten Polen, beendet und anschließend den nächsten sequenziellen Statorpolen 17 zugeführt. Die Rotorpole 26 werden dann von dem nächsten Satz des sequenziellen Satzes von Statorpolen 17 angezogen, was fortgesetzte Drehung des Rotors 12 verursacht. Dieser Prozess wird während des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors 10 fortgesetzt. Drehmoment wird durch die Tendenz von Rotorpolen 26, sich auf eingeschaltete Statorpole 17 auszurichten, erzeugt. Beim Betrieb eines Generators ist die Sequenz von Einschalten und Abschalten der Spulen umgekehrt.
Infolge des Betriebs des geschalteten Reluktanzmotors 10 wird Wärme innerhalb des Motors 10 erzeugt. Kühlung des geschalteten Reluktanzmotors 10 kann zu effizienterem Betrieb und einer längeren Lebensdauer des Motors führen. Insbesondere kann eine signifikante Menge an Wärme durch die Spulen 30 erzeugt werden. Infolgedessen können in manchen Fällen Öl, Luft und ein anderes Kühlfluid oder -medium durch die V-förmigen ersten Kanäle 50 zwischen den ersten Schenkelabschnitten 39 von benachbarten Spulen 30 und die V-förmigen zweiten Kanäle 51 zwischen den zweiten Schenkelabschnitten 40 der benachbarten Spulen geleitet werden, um Kühlung innerhalb des geschalteten Reluktanzmotors 10 zu verbessern.
Zur Erhöhung der Oberfläche der Spulen 30, die Öl, Luft und ein anderes Kühlfluid oder -medium kontaktieren können, können Abstandhalter zwischen den Spulen und dem Statorkörper 16 bereitgestellt sein, um eine oder mehrere Fluidströmungsöffnungen entlang der Spulen zu definieren. Solche Fluidströmungsöffnungen können eine beliebige Form annehmen, wie z. B. Spalte oder Kanäle, und können die Abhängigkeit von Leitung zwischen dem Statormantel 13, dem Statorkörper 16 und den Statorpolen 17 reduzieren, um Wärme aus den Spulen 30 zu entfernen.
Die Abstandhalter können jegliche gewünschte Konfiguration und/oder Konstruktion aufweisen. Insbesondere, Bezug nehmend auf 6 bis 9, ist eine Vielzahl von Abstandhaltern 60, 61, 63, 64 einstückig mit dem Statorkörper 16 und den Statorpolen 17 ausgebildet. Wie dargestellt, ist ein Paar von Statorpolabstandhaltern 60, 61 entlang der Seitenfläche 21 jedes Statorpols 17 voneinander beabstandet. Der Statorpolabstandhalter 60 kann allgemein nahe dem oder hin zum Schnittpunkt 24 der Innenumfangsfläche 20 des Statorkörpers 16 und der Seitenfläche 21 des Statorpols 17 angeordnet sein, während der Statorpolabstandhalter 61 allgemein nahe dem Ende 23 des Statorpols 17 angeordnet sein kann. Die Statorpolabstandhalter 60, 61 definieren eine Statorpolöffnung 62 zwischen der Seitenfläche 21 des Statorpols 17 und der Innenfläche 35 der Spule 30.
Ein Paar von Statorkörperabstandhaltern 63, 64 ist entlang der Innenumfangsfläche 20 des Statorkörpers 16 neben jedem Statorpol 17 voneinander beabstandet. Der Statorkörperabstandhalter 63 kann allgemein nahe dem oder hin zum Schnittpunkt 24 der Innenumfangsfläche 20 des Statorkörpers 16 und der Seitenfläche 21 des Statorpols 17 angeordnet sein, während der Statorkörperabstandhalter 64 entlang der Innenumfangsfläche 20, jedoch vom Statorkörperabstandhalter 63 beabstandet angeordnet sein kann. Die Statorkörperabstandhalter 63, 64 definieren eine Statorkörperöffnung 65 zwischen der Innenumfangsfläche 20 des Statorkörpers 16 und dem Einführende 33 der Spule 30.
Wie in 6 bis 9 dargestellt, sind der Statorpolabstandhalter 60 und Statorkörperabstandhalter 63 so verbunden, dass die Innenumfangsfläche des Stators 11 am Schnittpunkt der Ecke 66 zwischen dem Statorkörper 16 und dem Statorpol 17 bogenförmig ist. Somit kann in einer Ausführungsform ein einzelnes Abstandhalterelement anstatt unterschiedlichen Abstandhaltern für jeden des Statorkörpers 16 und des Statorpols 17 verwendet werden, wobei das einzelne Abstandhalterelement die Spule 30 stützt, um die Spule von sowohl dem Statorkörper als auch dem Statorpol zu beabstanden. Aus dem Vorhergehenden kann verstanden werden, dass der Statorpolabstandhalter 60 und der Statorkörperabstandhalter 63 separate, umfangsmäßig voneinander beabstandete Komponenten sein können oder sie an der Ecke 66 miteinander verbunden sein können. Ferner können die Statorkörperabstandhalter 64 entlang der Innenumfangsfläche 20 innerhalb einer einzelnen Statornut 22 durch einen Steg 67 miteinander verbunden sein, wie in 6 bis 7 dargestellt, oder können als separate Elemente entlang der Innenumfangsfläche umfangsmäßig voneinander beabstandet sein.
Bezug nehmend auf 8, können in einer Ausführungsform die Statorpolabstandhalter 60, 61 und Statorkörperabstandhalter 63, 64 länglich sein und sich entlang der gesamten oder im Wesentlichen gesamten axialen Länge 69 des Stators 11 erstrecken (d. h., parallel zur Drehachse 27 des Rotors). In einem solchen Fall können die Statorpolöffnung 62 und die Statorkörperöffnung 65 längliche Fluidströmungskanäle zwischen den gegenüberliegenden axialen Enden des Stators 11 definieren oder kennzeichnen.
In einer anderen Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, können der Statorpolabstandhalter 60 und Statorkörperabstandhalter 63 eine Vielzahl von individuellen, axial voneinander beabstandeten Abstandhalterelementen 60a, 63a umfassen, anstatt den Statorpolabstandhalter 60 und Statorkörperabstandhalter 63 als längliche Elemente zu konfigurieren, die sich die gesamte oder im Wesentlichen gesamte axiale Länge 69 des Stators 11 erstrecken. Eine solche Konfiguration wird die Strömung von Kühlfluid zwischen der Statorpolöffnung 62 und der Statorkörperöffnung 65 ermöglichen. In einem solchen Fall können die Statorpolöffnung 62 und Statorkörperöffnung 65 als Fluidströmungsspalten anstatt -kanäle gekennzeichnet oder bezeichnet sein (obwohl die Statorpolöffnung 62 und die Statorkörperöffnung 65 als ein Fluidströmungskanal oder -kanäle zusammenarbeiten können).
Aus dem Vorhergehenden kann verstanden werden, dass die kontinuierlichen, länglichen Statorpolabstandhalter 60, 61 und die kontinuierlichen, länglichen Statorkörperabstandhalter 63, 64 durch Einschließen der Abstandhalter auf jeder Schicht oder Laminierung, die zur Bildung des Statorkörpers 16 verwendet wird, gebildet sein können. Zur Bildung der voneinander beabstandeten Statorpolabstandhalter 60a und der Statorkörperabstandhalter 63a können solche Abstandhalter auf nur manchen der Schichten oder Laminierungen, die zur Bildung des Statorkörpers 16 verwendet werden, beinhaltet sein.
Falls erwünscht, kann entweder einer oder sowohl der Statorpolabstandhalter 61 als auch der Statorkörperabstandhalter 64 ebenfalls als axial voneinander beabstandete Glieder gebildet sein. Bildung der Statorpolabstandhalter 61 aus axial voneinander beabstandeten Gliedern kann die Strömung von Kühlfluid an dem Rotorende 34 der Spule 30 vorbei erleichtern. Bildung der Statorkörperabstandhalter 64 aus axial voneinander beabstandeten Gliedern kann die Strömung von Kühlfluid zwischen benachbarten Statorkörperöffnungen 65 innerhalb einer Statornut 22 erleichtern.
In anderen Ausführungsformen können manche oder alle der Statorpolabstandhalter 60, 61 und der Statorkörperabstandhalter 63, 64 Komponenten sein, die separat vom Stator 11 gebildet sind. Zum Beispiel, Bezug nehmend auf 10 bis 13, ist eine vom Stator 11 separate Abstandhalterkomponente 70 bereitgestellt, die einen ersten Schenkel 71, der als der Statorpolabstandhalter fungiert, und einen zweiten Schenkel 72, der als der Statorkörperabstandhalter fungiert, beinhaltet. In der dargestellten Ausführungsform ist Statorpolabstandhalter 61 einstückig mit dem Statorpol 17 ausgebildet und ist der Statorkörperabstandhalter 64 einstückig mit dem Statorkörper 16 ausgebildet, jedoch können in einer alternativen Ausführungsform solche Abstandhalter auch Elemente oder Glieder sein, die separat vom Stator 11 gebildet sind. Die Abstandhalterkomponente 70 kann ein einteiliges, längliches Glied sein, wie in 12 dargestellt, das auf eine Weise funktioniert, die ähnlich oder identisch mit der Struktur von 8 ist, oder kann als eine Vielzahl von axial voneinander beabstandeten Abstandhalterelementen 70a gebildet sein, wie in 13 dargestellt, die auf eine Weise funktionieren, die ähnlich oder identisch mit der Struktur von 9 ist.
Die Abstandhalterkomponente 70 und die Abstandhalterelemente 70a können aus jedem gewünschten Material gebildet sein. In einem Beispiel können die Abstandhalterkomponente 70 und die Abstandhalterelemente 70a aus einem Isoliermaterial gebildet sein, wie z. B. Hochtemperaturkunststoff oder -harz. In einer anderen Ausführungsform können die Abstandhalterkomponente 70 und Abstandhalterelemente 70a aus Glasfaser oder einem anderen ähnlichen Material gebildet sein. Während sie als in die Statornuten 22 separat von den Spulen 30 eingeführt dargestellt sind, kann es in manchen Ausführungsformen wünschenswert sein, die Abstandhalterkomponente 70 und die Abstandhalterelemente 70a als Teil des Isoliermaterials der Spule zu bilden oder die Abstandhalterkomponente 70 und die Abstandhalterelemente 70a nachfolgend an den Spulen anzubringen und die Spulen und Abstandhalter in die Nuten in einem einzelnen Montagevorgang einzuführen.
Ungeachtet der Art und Weise, in der die Abstandhalter gebildet sind, können die Statorpolöffnungen 62 und die Statorkörperöffnungen 65 beliebige gewünschte Abmessungen oder eine beliebige gewünschte Konfiguration aufweisen. In Ausführungsformen kann die Größe der Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 konfiguriert sein, um die Menge an Oberfläche der Spule 30, die dem Kühlfluid ausgesetzt ist, zu maximieren. Ferner kann in Ausführungsformen die Breite der Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 (d. h., der Abstand zwischen der Spule 30 und dem Statorpol 17 bzw. dem Statorkörper 16) ausgewählt sein, um die Kühleigenschaften und/oder Strömungsrate des Kühlfluids durch die Öffnungen zu optimieren. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, die Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 zu konfigurieren, um die Geschwindigkeit des Kühlfluids durch die Öffnungen zu maximieren, um die Effizienz des Wärmeübertragungsprozesses zu erhöhen.
In einer Ausführungsform kann jede der Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 eine Breite von ungefähr 2 mm aufweisen. In einer anderen Ausführungsform kann jede der Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 eine Breite von ungefähr 1 bis 3 mm aufweisen. In noch einer anderen Ausführungsform kann jede der Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 eine Breite von ungefähr 0,5 bis 2,5 mm aufweisen. Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 anderer Größen und Bereiche werden in Betracht gezogen.
Wenngleich so dargestellt, dass die Breite der Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnungen 65 (d. h., der Abstand zwischen der Spule 30 und dem Statorpol 17 bzw. dem Statorkörper 16) gleich ist, können die Öffnungen unterschiedliche Breiten aufweisen. Ferner kann in manchen Ausführungsformen der Stator 11 nur Statorpolöffnung 62 oder Statorkörperöffnung 65 beinhalten.
Kühlfluid kann durch ein Fluidsystem durch die Statorpolöffnung 62 und/oder die Statorkörperöffnungen 65 neben den Spulen 30 auf jede gewünschte Weise zugeführt werden, um das gewünschte Kühlergebnis zu erzielen. In einem relativ einfachen Beispiel, das nicht gezeigt ist, kann ein erstes Ende der Statorpolöffnungen 62 und der Statorkörperöffnungen 65 konfiguriert sein, um als Einlassanschlüsse zu fungieren, und kann das gegenüberliegende Ende der Öffnungen konfiguriert sein, um als Auslassanschlüsse zu fungieren. Kühlfluid kann durch die Statorpolöffnungen 62 und die Statorkörperöffnungen 65 zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende geleitet werden, um die Spulen 30 zu kühlen.
Bezug nehmend auf 2, ist ein geschalteter Reluktanzmotor 10 mit einem komplexeren Kühlsystem dargestellt. In einer Ausführungsform wird Kühlfluid zuerst umfangsmäßig zwischen dem Statormantel 13 und dem Außengehäuse 14 zugeführt und dann radial durch den Statormantel und in Bohrungen in dem Statorkörper 16. Das Kühlfluid läuft axial durch die Statorpolöffnungen 62 und die Statorkörperöffnungen 65 und aus sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ende der Öffnungen. Andere Arten der Zufuhr von Kühlfluid werden in Betracht gezogen.
Insbesondere erstreckt sich in einer Ausführungsform eine Öffnung oder Bohrung 75 (2, 7) radial durch den Statorkörper 16 und einen der Statorpole 17 und schneidet die Statorpolöffnungen 62 auf gegenüberliegenden Seiten des Statorpols. Jede Bohrung 75 steht in Fluidverbindung mit den Statorpolöffnungen 62 und fungiert somit als ein Einlassanschluss zum Eintritt von Fluid in die Statorpolöffnungen. Auf ähnliche Weise erstreckt sich eine Öffnung oder Bohrung 76 (7) radial durch den Statorkörper 16 an einer Stelle, die auf eine der Statorkörperöffnung 65 ausgerichtet ist. Jede Bohrung 76 steht in Fluidverbindung mit der Statorkörperöffnung 65 und fungiert somit als ein Einlassanschluss zum Eintritt von Fluid in die Statorkörperöffnung. Das Kühlfluid läuft durch jede der Bohrungen 75, in ihre jeweiligen Statorpolöffnungen 62 und aus sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ende der Öffnungen. Auf ähnliche Weise läuft das Kühlfluid durch jede der Bohrungen 76, in ihre jeweilige Statorkörperöffnung 65 und aus sowohl dem ersten als auch dem zweiten Ende der Öffnung.
Der Statormantel 13 kann eine Vielzahl von radialen Öffnungen oder Mantelbohrungen 90 beinhalten, wobei jede Mantelbohrung auf eine der Bohrungen 75, 76 ausgerichtet ist, die sich in den Stator 11 erstreckt. In einer Ausführungsform kann der Statormantel 13 eine Vielzahl von radial vorstehenden Umfangsrippen 91 (2, 14) beinhalten, die sich nach außen erstrecken und in das Außengehäuse 14 eingreifen. Die Umfangsrippen 91 und die Innenfläche des Außengehäuses 14 definieren eine Vielzahl von Außenkühlkanälen 92, die auf eine kontinuierliche, spiralförmige Weise konfiguriert sind. Anders gesagt, die Umfangsrippen 91 definieren einen kontinuierlichen, spiralförmigen Umfangskanal, der sich mehrfach um die Außenfläche des Statormantels 13 herum ausgehend von einer ersten Kante 93 des Statormantels und endend an der zweiten, gegenüberliegenden Kante 94 erstreckt.
In einer Ausführungsform kann ein erster Anschluss 95, der als ein erster Einlass fungiert, an der ersten Kante 93 des Statormantels 13 bereitgestellt sein und kann ein zweiter Anschluss 96, der als ein zweiter Einlass fungiert, an der zweiten Kante 94 des Statormantels bereitgestellt sein. Nach Bereitstellung von Kühlfluid durch jeden des ersten und zweiten Einlasses bewegt sich das Kühlfluid spiralförmig durch den kontinuierlichen Umfangskanal hin zu den und durch die Bohrungen 90, die sich durch den Statormantel 13 erstrecken.
Andere Arten des Leitens von Kühlfluid durch die Statorpolöffnungen 62 und Statorkörperöffnung 65 werden in Betracht gezogen. Zum Beispiel kann in anderen Ausführungsformen Kühlfluid in jede der Bohrungen 75, 76 in dem Stator 11 geleitet werden, ohne die Umfangskühlkanäle auf dem Statormantel 13 zu nutzen.
Das Außengehäuse 14 kann Schwerkraftrückführkanäle 100 (2) entlang der Enden des Stators 11 und des Rotors 12 beinhalten, die als Kühlfluid-Rückführwege arbeiten. Wie durch Pfeile 131 in 2 dargestellt, läuft das Kühlfluid durch die Schwerkraftrückführkanäle 100 infolge von Schwerkraft und bewegt sich zu einem Sumpf 101, der innerhalb des Außengehäuses 14 liegt oder damit verbunden ist. Das Kühlfluid kann durch einen Kühler 112 strömen, um das Fluid zu kühlen, und strömt dann zurück zu einem Tank 110, wo es dann durch eine Pumpe 111 zurück zu den Einlässen des Statormantels 13 umgeleitet werden kann. Der geschaltete Reluktanzmotor 10, Kühler 112, der Tank 110 und die Pumpe 111 definieren somit ein Fluidsystem zur Kühlung des Motors. In einer Konfiguration können der Tank 110 und die Pumpe 111 unabhängig sein oder als Teil des geschalteten Reluktanzmotors 10 konfiguriert sein. In einer anderen Konfiguration können der Tank 110 und die Pumpe 111 separate Komponenten sein, die vom geschalteten Reluktanzmotor 10 beabstandet sind. Der Kühler 112 kann an einer beliebigen Stelle entlang des Fluidwegs angeordnet sein, wie z. B. stromaufwärts oder stromabwärts von oder zwischen dem Tank 110 und der Pumpe 111.
Obwohl die Spulen 30 mit zusammengesetzten Außenflächen 36 dargestellt sind, können die hierin offenbarten Prinzipien mit jedem Typ oder jeder Konfiguration der Spule verwendet werden. Ferner können die Spulen in alternativen Ausführungsformen keine Umhüllung auf manchen der oder allen Flächen beinhalten, obwohl die Spulen 30 mit einer Umhüllung 43, die jede Fläche der Spulen umgibt, dargestellt sind.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die gewerbliche Anwendbarkeit der hierin beschriebenen rotierenden elektrischen Maschine wird leicht aus der vorhergehenden Diskussion erkannt. Die vorhergehende Diskussion ist auf rotierende elektrische Maschinen anwendbar, wie z. B. geschaltete Reluktanzmotoren 10, bei denen es wünschenswert ist, die elektrische Effizienz und Leistung der rotierenden elektrischen Maschine zu erhöhen sowie die Lebensdauer der rotierenden elektrischen Maschine zu verbessern.
Die Konfiguration der Spule 30 zusammen mit den Statorpolöffnungen 62 und den Statorkörperöffnungen 65 verbessern elektrische Effizienz und Leistung und erhöhen die Lebensdauer der rotierenden elektrischen Maschine durch Verbessern der Kühlung der Maschine. Infolge der verbesserten Kühlfunktion kann die rotierende elektrische Maschine auf eine Weise betrieben werden, die mehr Strom und mehr Wärme ohne eine resultierende Abnahme der Lebensdauer erzeugen wird.
Im Betrieb leitet die Pumpe 111 Kühlfluid vom Tank 110 in den ersten und zweiten Einlass an den Anschlüssen 95, 96 des Statormantels 13 und bewegt sich durch den Spiralkanal 102 zu den Bohrungen 90 in dem Statormantel. Das Kühlfluid läuft radial durch die Bohrungen 90 in dem Statormantel 13, in die Bohrungen 75, 76, die sich in den Stator 11 erstrecken, und in die Statorpolöffnungen 62 und die Statorkörperöffnungen 65. Das Kühlfluid wird axial durch die Statorpolöffnungen 62 und die Statorkörperöffnungen 65 und aus den Enden der Öffnungen gedrängt. Das Kühlfluid läuft dann infolge von Schwerkraft durch die Kanäle 100 in dem Außengehäuse 14 entlang der Enden des Stators 11 und des Rotors 12. Nachdem es durch die Kanäle 100 gelaufen ist, bewegt sich das Kühlfluid zum Sumpf 101 und zurück zum Tank 110.
Es versteht sich, dass die vorhergehende Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der offenbarten Technik bereitstellt. Jedoch wird in Betracht gezogen, dass sich andere Implementierungen der Offenbarung im Detail von den vorhergehenden Beispielen unterscheiden können. Alle Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele davon sind dazu gedacht, auf das bestimmte Beispiel, das an diesem Punkt diskutiert wird, Bezug zu nehmen, und sind nicht dazu gedacht, irgendeine Beschränkung hinsichtlich des Umfangs der Offenbarung allgemeiner zu implizieren. Jegliche Sprache der Unterscheidung und Herabsetzung in Bezug auf bestimmte Merkmale soll eine fehlende Präferenz für diese Merkmale angeben, soll jedoch solche nicht vom Umfang der Offenbarung gänzlich ausschließen, sofern nicht anders angegeben.
Die Rezitation von Wertebereichen hierin soll lediglich als ein abgekürztes Verfahren zur individuellen Bezugnahme auf jeden separaten Wert, der in den Bereich fällt, dienen, insofern nicht anders hierin angegeben, und jeder separate Wert ist in die Spezifikation aufgenommen, als wäre er hierin individuell rezitiert. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in einer beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, sofern hierin nicht anders angegeben oder ansonsten klar durch den Kontext widerlegt.
Dementsprechend beinhaltet diese Offenbarung alle Modifikationen und Äquivalente des Gegenstands, der in den beigefügten Ansprüchen rezitiert ist, wie es das geltende Recht zulässt. Des Weiteren ist jegliche Kombination der vorstehend beschriebenen Elemente in allen möglichen Variationen davon in der Offenbarung enthalten, sofern nicht anders hierin angegeben oder ansonsten klar durch den Kontext widerlegt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9621011 [0005]

Claims

Rotierende elektrische Maschine, umfassend: einen Stator (11) mit einem Statorkörper (16), wobei der Statorkörper eine Innenumfangsfläche und eine Vielzahl von Statorpolen (17) aufweist, die sich radial von der Innenumfangsfläche des Statorkörpers weg erstrecken, wobei jeder Statorpol ein Paar von in die entgegengesetzte Richtung weisenden Seitenflächen aufweist, wobei die Seitenflächen von benachbarten Statorpolen einander zugewandt sind, einen Rotor (12), der innerhalb des Stators (11) positioniert ist und eine Vielzahl von Rotorpolen (26) aufweist, eine Vielzahl von Spulen (30), wobei eine Spule um jeden Statorpol (17) herum angeordnet ist, wobei jede Spule eine Vielzahl von elektrisch leitenden Drähten aufweist, die eine Gruppe von Drähten definieren, wobei die Gruppe von Drähten um ihren jeweiligen Statorpol herumgewickelt ist, um eine Vielzahl von Windungen der Gruppe von Drähten um den Statorpol herum zu definieren, wobei jede Spule ferner eine Innenfläche, die allgemein neben den Seitenflächen ihres jeweiligen Statorpols positioniert ist, ein Einführende, das allgemein neben dem Statorkörper (16) positioniert ist, und ein Rotorende, das gegenüber dem Einführende positioniert ist, aufweist, und eine Vielzahl von Abstandhaltern (60, 61, 63, 64, 70), wobei jeder der Vielzahl von Abstandhaltern zwischen einer der Vielzahl von Spulen und mindestens einer von der Innenumfangsfläche des Statorkörpers (16) und den Seitenflächen des Statorkörpers angeordnet ist, wobei der Abstandhalter eine Fluidströmungsöffnung (62, 65) zwischen der Spule und dem Stator (11) definiert.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Abstandhalter (60, 61, 63, 64) einstückig als Teil des Stators (11) ausgebildet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Abstandhalter einstückig als Teil der Spule ausgebildet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 1, wobei die Abstandhalter (70) Komponenten sind, die sich von dem Stator (11) und der Spule unterscheiden.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Abstandhalter (63, 64, 70) entlang der Innenumfangsfläche des Statorkörpers (16) angeordnet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Abstandhalter (60, 61, 70) entlang der Seitenflächen der Vielzahl von Statorpolen angeordnet sind.
Rotierende elektrische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner mindestens einen Einlassanschluss beinhaltet, der sich durch einen Abschnitt des Stators (11) erstreckt und in Fluidverbindung mit den Fluidströmungsöffnungen steht.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 7, wobei die Fluidströmungsöffnungen einen Auslassanschluss (95, 96) an jedem gegenüberliegenden Ende der Fluidströmungsöffnungen (62, 65) beinhalten.
Rotierende elektrische Maschine nach Anspruch 7, ferner umfassend einen ringförmigen Statormantel (13), der eine Außenumfangsfläche des Stators (11) umgibt und in diese eingreift, wobei der ringförmige Statormantel Öffnungen beinhaltet, die auf den mindestens einen Einlassanschluss ausgerichtet sind und in Fluidverbindung damit stehen.
Rotierende elektrische Maschine, umfassend: einen Stator (11) mit einem Statorkörper (16), wobei der Statorkörper eine Innenumfangsfläche und eine Vielzahl von Statorpolen (17) aufweist, die sich radial von der Innenumfangsfläche des Statorkörpers weg erstrecken, wobei jeder Statorpol ein Paar von in die entgegengesetzte Richtung weisenden Seitenflächen aufweist, wobei die Seitenflächen von benachbarten Statorpolen einander zugewandt sind, einen Rotor, der innerhalb des Stators (11) positioniert ist und eine Vielzahl von Rotorpolen aufweist, eine Vielzahl von Spulen, wobei eine Spule um jeden Statorpol (17) herum angeordnet ist, wobei jede Spule eine Vielzahl von elektrisch leitenden Drähten aufweist, die eine Gruppe von Drähten definieren, wobei die Gruppe von Drähten um ihren jeweiligen Statorpol herumgewickelt ist, um eine Vielzahl von Windungen der Gruppe von Drähten um den Statorpol herum zu definieren, wobei jede Spule ferner eine Innenfläche, die allgemein neben den Seitenflächen ihres jeweiligen Statorpols positioniert ist, ein Einführende, das allgemein neben dem Statorkörper (16) positioniert ist, und ein Rotorende, das gegenüber dem Einführende positioniert ist, aufweist, eine Vielzahl von Abstandhaltern, wobei jeder der Vielzahl von Abstandhaltern zwischen einer der Vielzahl von Spulen und mindestens einer von der Innenumfangsfläche des Statorkörpers (16) und den Seitenflächen des Statorkörpers angeordnet ist, wobei der Abstandhalter eine Fluidströmungsöffnung zwischen der Spule und dem Stator (11) definiert, einen Anschluss neben mindestens einem Ende der Fluidströmungsöffnung und ein Fluidsystem, das ein Kühlfluid beinhaltet, das durch die Fluidströmungsöffnung und durch den Anschluss strömt.