KR20090110794A - Cooling element for an electrical machine - Google Patents

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KR20090110794A
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주하니 만테레
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에이비비 오와이
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Abstract

PURPOSE: A cooling element for an electric machine is provided to improve heat transmission efficiency by coating a thermal conductive paste on an outer surface of the stator and the bottom surface of the cooling element. CONSTITUTION: An electric machine(25) includes a rotor and a stator. An outer surface(14) of the stator is divided in the same sections(22b) as the length(L) of the stator. The cooling element includes at least two modules(2). The module includes adjacent pipes(3a). The adjacent pipes are parallel to a longitudinal axis of the stator. The ends of adjacent pipes are connected by connection units(4a). The refrigerant flows in adjacent pipes to the opposite direction. The width of the module is smaller than the width of the section of the stator.

Description

전기 머신을 위한 냉각 요소{COOLING ELEMENT FOR AN ELECTRICAL MACHINE}COOLING ELEMENT FOR AN ELECTRICAL MACHINE

본 발명의 목적은 청구 제 1항의 전제부에 따른 전기 머신을 위한 냉각 머신과, 청구 제 11항의 전제부에 따른, 냉각 요소로 냉각되는, 전기 머신을 위한 고정 자이다.The object of the invention is a stator for an electric machine, which is cooled with a cooling machine for the electric machine according to the preamble of claim 1 and a cooling element according to the preamble of claim 11.

전기 머신들은 이들 안에서 생성되는 열을 제거하기 위해서 냉각된다. 열은 대부분 자기 및 저항 손실에 의해서 전기 머신, 고정자 및 회전자의 활성(active) 파트에서 생성된다. Electric machines are cooled to remove heat generated therein. Heat is mostly generated in the active parts of electrical machines, stators and rotors by magnetic and resistive losses.

전류의 일부가 열로 변환할 때 구리 손실(copper losses)이 전기 머신 권선들의 저항성 전도체들에서 생성된다. 가변적 자기 플럭스는, 모터 및 발전기의 철(irons) 부분들에서, 맴돌이-전류(eddy-current) 손실 및 히스테레시스(hysteresis) 손실들을 포함하여, 철 손실(iron losses)을 야기한다.Copper losses are produced in the resistive conductors of the electrical machine windings when part of the current converts to heat. Variable magnetic flux causes iron losses, including eddy-current losses and hysteresis losses, in the irons portions of the motor and generator.

또한, 기계적 손실이, 베어링 또는 회전자 표면 상의 요동과 같은, 회전 전기 머신들에서 발생한다.Mechanical losses also occur in rotating electrical machines, such as rocking on the bearing or rotor surface.

이렇게 머신들에서 발생되는 열 손실은, 발생된 열 에너지와 머신들로부터 전도되어 방출되는(conducted away) 열 에너지 사이의 균형에 이르게 될 때까지 머신들이 가열되는 것을 방지하도록 전도되어 방출되어야한다. The heat loss generated in the machines must thus be conducted and released to prevent the machines from heating until a balance is reached between the heat energy generated and the heat energy conducted away from the machines.

전기 머신들은 특정 절연 클래스를 따르도록 디자인된다. 권선(winding) 절연은 선택된 절연 클래스에서 합리적인 수명을 허용하도록 선택된다. 만일 전기 머신이 과부하 또는 냉각 시스템의 저하로 인해 과열 조건에서 작동되어야 하는 경우, 절연 수명은 급격히 감소하게 된다.Electrical machines are designed to follow a particular insulation class. Winding insulation is chosen to allow a reasonable lifetime in the selected insulation class. If the electric machine is to be operated in overheating conditions due to overload or deterioration of the cooling system, the insulation life is drastically reduced.

공기는 보통 1 ... 2 MW 보다 작은 소형 전기 머신들에서 냉각제로서 사용된다. 보다 큰 전기 머신들에서, 액체 냉각제가 사용된다; 가장 흔한 액체 냉각제는 물이다. 많은 장치들에서, 실제적인 냉각제는 물을 사용하여 냉각된 공기이다.Air is usually used as coolant in small electric machines smaller than 1 ... 2 MW. In larger electric machines, liquid coolant is used; The most common liquid coolant is water. In many devices, the actual coolant is air cooled using water.

액체-냉각 전기 머신들에서, 냉각제는 냉각된 컴포넌트들과 직접적인 접촉을 이루지 않는다. 냉각제는 순환하는(closed) 파이프들 또는 채널들에서 전기 머신 안으로 인도되며, 데워진 후 머신으로부터 제거된다. 냉각 회로는, 가열된 냉각제가 전기 머신 안으로 다시 흘러들어 가기 이전에 열 교환기에 의해서 냉각되는, 닫힌 회로이거나 또는, 가열된 냉각제가 시스템으로부터 제거되는, 열린 회로이다.In liquid-cooled electrical machines, the coolant is not in direct contact with the cooled components. The coolant is led into the electric machine in closed pipes or channels and is removed from the machine after it is warmed up. The cooling circuit is a closed circuit that is cooled by a heat exchanger before the heated coolant flows back into the electric machine or an open circuit where the heated coolant is removed from the system.

외부 표면 상에서의 공기 냉각과 비교하여, 액체 냉각의 열 전달 효율은 상당히 더 우수하다. 그러나, 액체 냉각의 단점은 누수 및 부식의 위험뿐만 아니라 제조 기술의 관점에서 비싼 복잡한 구조를 포함한다. Compared with air cooling on the outer surface, the heat transfer efficiency of liquid cooling is significantly better. However, disadvantages of liquid cooling include expensive and complicated structures in terms of manufacturing techniques as well as the risk of leakage and corrosion.

본 발명의 목적은 전기 머신들을 위한 냉각 요소와 상기 냉각 요소로 냉각될 전기 머신 고정자를 생성하는 것이다.It is an object of the present invention to create a cooling element for electric machines and an electric machine stator to be cooled with the cooling element.

이를 성취하기 위해, 본 발명은 청구 제 1 항 및 제 11항의 특징부에서 한정된 특성들에 의해서 특징을 가지게 된다. 본 발명의 일부 다른 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에서 한정된 특징들을 가진다.In order to achieve this, the invention is characterized by the features defined in the features of claims 1 and 11. Some other preferred embodiments of the invention have the features defined in the dependent claims.

본 발명에 따른 전기 머신 냉각 요소에서, 전기 머신은 회전자와 고정자를 포함한다. 전기 머신에서, 고정자의 외부 표면은 고정자의 길이와 동일한 섹션들 로 나뉘어진다. 냉각 요소는 적어도 두 개의 모듈들을 포함하며, 각 모듈은 고정자의 세로 축에 실질적으로 평행한 인접 파이프들을 포함하며, 파이프들의 단부들은 연결 파트들을 사용하여 서로에 연결된다. 냉각제는 인접 파이프들에서 반대하는 방향들로 흐르며, 모듈의 폭은 기껏해야 외부 표면 섹션의 폭과 동일하다.In the electric machine cooling element according to the invention, the electric machine comprises a rotor and a stator. In an electric machine, the outer surface of the stator is divided into sections equal to the length of the stator. The cooling element comprises at least two modules, each module comprising adjacent pipes substantially parallel to the longitudinal axis of the stator, the ends of the pipes being connected to each other using connecting parts. The coolant flows in opposite directions in adjacent pipes and the width of the module is at most equal to the width of the outer surface section.

본 발명에 따른 전기 머신 고정자에서, 고정자의 외부 표면은 고정자의 길이와 동일한 섹션들로 나뉘어진다. 고정자는 적어도 하나의 냉각 요소에 의해서 냉각된다. 냉각 요소는 적어도 두 개의 모듈을 포함한다. 모듈은 고정자의 세로 축에 실질적으로 평행한 인접 파이프들을 포함하며, 파이프들의 단부들은 연결 파트들을 사용하여 서로 연결된다. 냉각제는 인접한 파이프들내에서 반대 방향들로 흐른다. 모듈의 폭은 기껏해야 외부 표면 섹션의 폭에 동일하다. 모듈은 고정자의 외부 표면상에 위치된다.In the electric machine stator according to the invention, the outer surface of the stator is divided into sections equal to the length of the stator. The stator is cooled by at least one cooling element. The cooling element comprises at least two modules. The module comprises adjacent pipes substantially parallel to the longitudinal axis of the stator, the ends of the pipes being connected to each other using connecting parts. The coolant flows in opposite directions in adjacent pipes. The width of the module is at most equal to the width of the outer surface section. The module is located on the outer surface of the stator.

냉각 요소는, 고정자의 외부 표면상에, 저기 머신 내부에 위치될 수 있다. 고정자는, 예를 들어 연결 바들 및 용접을 사용하여, 보통 시트 팩들(sheet packs)을 형성하기 위해 서로 부착된 얇은 시트들을 포함한다. 냉각 요소 모듈은, 시트 팩의 외부 표면상에서, 모듈의 바닥 표면이 고정자를 마주하며, 고정자 외부 표면과 열-전도성 접촉을 이루며 설치된다. 이는 주 열 소스, 고정자 권선으로부터 시트 팩을 통해 냉각 요소로의 전도에 의한 효율적인 열 전달을 제공한다. 냉각 요소, 모듈의 파이프들로부터, 열은 파이프 내부에서 흐르는 냉각제로 전달된다. 냉각 요소에서, 냉각제는 냉각된 컴포넌트들과 직접적인 접촉을 하게 되지는 않는다.The cooling element can be located inside the machine, on the outer surface of the stator. The stator includes thin sheets that are attached to one another, usually to form sheet packs, for example using connecting bars and welding. The cooling element module is installed on the outer surface of the seat pack with the bottom surface of the module facing the stator and in thermal-conductive contact with the stator outer surface. This provides efficient heat transfer by conduction from the main heat source, stator windings, through the seat pack to the cooling element. From the cooling element, the pipes of the module, heat is transferred to the coolant flowing inside the pipe. In the cooling element, the coolant is not in direct contact with the cooled components.

냉각제가 전기 머신의 열-생성 컴포넌트들과 직접 접촉하게 위치될 때, 외부 표면상에 공기 냉각을 사용할 때 보다 우수한 냉각 효율이 얻어 질 수 있다. When the coolant is positioned in direct contact with the heat-generating components of the electrical machine, better cooling efficiency can be obtained when using air cooling on the outer surface.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 모듈의 바닥 표면의 형태는 고정자 외부 표면의 형태를 따른다. 고정자는 보통, 구부러진 외부 표면을 가진, 실린더형이다. 고정자 외부 표면으로부터 파이프 표면들로의 가장 효율적인 열 전달은 고정자 외부 표면의 곡선을 따르게 하기 위해서, 냉각 요소와 그 모듈들을 구부리거나 프레싱함에 의해서 얻어질 수 있다. 열-전도성 페이스트가, 열 전달 효율을 증가시키도록 공기 갭들을 좁게 하기 위해, 냉각 요소의 바닥 표면과 고정자 외부 표면 사이에 도포될 수 있다. In a preferred embodiment of the invention, the shape of the bottom surface of the module follows the shape of the stator outer surface. The stator is usually cylindrical, with a curved outer surface. The most efficient heat transfer from the stator outer surface to the pipe surfaces can be obtained by bending or pressing the cooling element and its modules to follow the curve of the stator outer surface. A heat-conductive paste may be applied between the bottom surface of the cooling element and the stator outer surface to narrow the air gaps to increase the heat transfer efficiency.

본 발명의 한 실시예에 따라서, 모듈은 짝수 개의 파이프들을 가진다. 이러한 모듈에서, 요구되는 냉각제 연결들, 즉, 모듈 안으로 흘러 들어가는 냉각제를 위한 하나와, 회귀하는 냉각제를 위한 다른 하나는 고정자의 동일한 단부에 위치된다.According to one embodiment of the invention, the module has an even number of pipes. In this module, the required coolant connections, one for the coolant flowing into the module and the other for the returning coolant, are located at the same end of the stator.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 냉각 요소 모듈 안의 파이프는 실질적으로 4 변형 단면을 가지며, 파이프 단면의 가장 긴 변이 모듈 바닥 표면에 대하게 된다. 이는 모듈 파이프와 고정자 외부 표면 사이의 접촉 표면을 증가시킨다. 예를 들어, 파이프들을 평평하게 롤링함으로써, 4 변형 형태가 얻어질 수 있으며, 파이프 단면의 폭이 그 높이 보다 다 크게되는 결과를 가져오게 된다.According to another embodiment of the invention, the pipe in the cooling element module has substantially four deformation cross sections, with the longest side of the pipe cross section facing the module bottom surface. This increases the contact surface between the module pipe and the stator outer surface. For example, by rolling the pipes flat, four deformation forms can be obtained, resulting in the width of the pipe cross section being greater than its height.

본 발명의 일부 다른 실시예들에 따라서, 냉각제 요소 모듈 내의 파이프가 실질적으로 삼각형 또는 반-원형이며, 삼각형 파이프의 가장 긴 변과 반-원형 파이프의 곧은 변이 모듈의 바닥 표면에 대하게 된다.According to some other embodiments of the invention, the pipe in the coolant element module is substantially triangular or semi-circular, with the longest side of the triangular pipe and the straight side of the semi-circular pipe against the bottom surface of the module.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 냉각 요소 모듈의 연결 파트들은 방사형 방향으로 구부려지며, 두 개의 인접한 연결 파트들이 부분적으로 고정자의 방사 방향으로 겹치게 된다. 연결 부분들은 교대로 위쪽 아래쪽으로 구부려지며, 이들은 서로 맞물리게 된다. 이는 두 개의 파이프들을 연결시키는 연결 부분의 폭이 파이프들에 대해 어떠한 최소 거리도 정하지 않기 하기 때문에 파이프들이 서로 더 근접하여 위치되게 해준다. 만일, 예를 들어, 모듈의 연결 부분이 휘어진 파이프일 경우, 파이프의 최소 구부림 반경은 파이프 피치에 대해 더 이상 어떠한 제한도 정하기 않게 될 것이다. 빽빽한 파이프 분포는 보다 효율적인 냉각을 만들어 낼 것이다; 하나의 보다 드문드문 분포된 파이프 만곡부(turn) 대신에, 두 개의 빽빽한(dense) 만곡부들이 사용될 수 있다.According to another embodiment of the invention, the connecting parts of the cooling element module are bent in the radial direction, with two adjacent connecting parts partially overlapping in the radial direction of the stator. The connecting parts are alternately bent upwards and downwards and they mesh with each other. This allows the pipes to be located closer to each other since the width of the connecting portion connecting the two pipes does not define any minimum distance to the pipes. If, for example, the connecting part of the module is a bent pipe, the minimum bending radius of the pipe will no longer set any limit to the pipe pitch. Dense pipe distribution will result in more efficient cooling; Instead of one sparse distributed pipe turn, two dense bends may be used.

누수 방지를 위해, 방수 캐치 케이싱(a leakage catch casing)이 파이프의 전체 길이에 걸쳐 설치될 수 있다. 케이싱은 요구되는 공간을 최소화하고 열 전달 용량을 향상시키기 위해 모듈 파이프들의 최상부 및 바닥 표면들과 실질적으로 접촉을 이루게 된다. 캐치 케이싱은 파이프들의 곧은 부분들로부터 누수되는 어떠한 물도 모아들이게 된다.To prevent leakage, a leakage catch casing can be installed over the entire length of the pipe. The casing is in substantial contact with the top and bottom surfaces of the module pipes to minimize the space required and to improve the heat transfer capacity. The catch casing collects any water leaking from straight portions of the pipes.

누수 캐치 베이슨(basin)이 냉각 요소 모듈의 연결 부분들과 고정자 코일 단부들 사이에 설치될 수 있다. 누수 캐치 베이슨은 모듈의 연결 부분들과 모듈이 수직 방향으로 코일 단부들보다 더 높은 섹션에 대한 코일 단부들 사이에 설치된다. 모듈이 수직 방향에서 코일 단부들 보다 아래에 있을 때, 캐치 베이슨은 단지 물을 한 위치로 전도하기(conduct) 위해서 필요로 된다. 캐치 베이슨은 알람 시스 템에 연결될 수 있으며, 특정 한계치(threshold)에 도달한 물은 알람을 발동하게 된다.A leak catch basin can be installed between the connecting portions of the cooling element module and the stator coil ends. The leak catch basin is installed between the connecting portions of the module and the coil ends for the section in which the module is higher than the coil ends in the vertical direction. When the module is below the coil ends in the vertical direction, the catch basin is only needed to conduct water to one location. The catch basin can be connected to an alarm system, and water reaching a certain threshold will trigger an alarm.

냉각 요소는 고정자의 외부 표면에 고정될 수 있다. 다른 수단이 또한, 고정자를 지지하는 프레임 플레이트 또는 프레임 빔들을 활용하는 식으로, 냉각 요소를 부착하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 조임 요소들이 프레임 플레이트와 냉각 요소 사이에 설치될 수 있다.The cooling element can be fixed to the outer surface of the stator. Other means can also be used to attach the cooling element, in such a way as to utilize frame plates or frame beams that support the stator. For example, one or more fastening elements can be installed between the frame plate and the cooling element.

냉각 요소 모듈의 연결 부분들은 바람직하게 공기 순환을 위해 열린 채로 남겨진다. 냉각 요소 안에서 순환하는 냉각제는 다음으로 또한 전기 머신 내부의 공기를 냉각시킬 것이다. 따라서 액체-냉각된 냉각 요소는 또한, 공기 냉각이 예를 들어 회전자 또는 고정자 권선의 코일 단부들을 냉각시키기 위해 요구될 경우, 전기 머신의 공기 냉각을 위한 추가 냉각 디바이스로서 사용될 수 있다. The connecting parts of the cooling element module are preferably left open for air circulation. The coolant circulating in the cooling element will then also cool the air inside the electric machine. The liquid-cooled cooling element can thus also be used as an additional cooling device for air cooling of the electric machine when air cooling is required, for example, to cool the coil ends of the rotor or stator windings.

본 발명으로, 이전의 해결책들과 비교하여, 몇 가지 중요한 이점들 및 향상들이 성취될 것이다. 냉각 요소는 누수 방지 및 단순한 구조를 가지며, 비용-효율적으로 제조될 수 있다.With the present invention, several important advantages and improvements will be achieved in comparison with the previous solutions. The cooling element has a leakproof and simple structure and can be manufactured cost-effectively.

냉각 요소에 사용되는 가능한 냉각제들은 물과 오일을 포함한다.Possible coolants used in the cooling element include water and oil.

본 발명에 따른 고정자는, 예를 들어, 곤란한 기상 조건들을 가진 곤란한 지형적 위치에 설치된, 커다란 직경의 풍력 발전기를 위한 비용-효율적인 선택이다. 모듈형 구조로 인해, 냉각 요소는 서비스를 수리하거나 교체하기에 용이하다. 고정자의 주변을 커버하는 모듈형 냉각 요소는 한 모듈 당 한 번씩 설치되거나 교체될 수 있다. 냉각 요소가 고장이 날 경우, 전체 냉각 요소가 고정자의 외부 표 면으로부터 분리되어야 할 필요가 없다; 단지 수리를 요하는 모듈이 교체된다.The stator according to the invention is a cost-effective choice for large diameter wind generators, for example, installed in difficult topographical locations with difficult weather conditions. Due to the modular structure, the cooling elements are easy to repair or replace service. Modular cooling elements covering the perimeter of the stator can be installed or replaced once per module. If the cooling element fails, the entire cooling element does not have to be separated from the outer surface of the stator; Only modules requiring repair are replaced.

냉각 요소가 고정자의 전체 외부 주변의 하나의 일체적 피스(solid piece)를 포함하지 않기 때문에, 다루기에 용이하다. 모듈의 수가 많을수록, 한 모듈의 외부 디멘전들이 더 작아진다. 하나 이상의 모듈들이 고정자의 외부 표면의 원주의 한 부분(section) 상에 설치될 수 있다. 소형 모듈들이 운반하고 다루기에 더 쉽다.Since the cooling element does not comprise one solid piece around the entire exterior of the stator, it is easy to handle. The larger the number of modules, the smaller the external dimensions of a module. One or more modules may be installed on a section of the circumference of the outer surface of the stator. Small modules are easier to carry and handle.

부분적으로 설치된 냉각 요소의 모듈들은 마지막으로 직렬 또는 병렬로, 또는 직렬 및 병렬로 연결된다. 모듈들이 직렬로 연결되는 경우, 동일한 냉각제가 모든 모듈을 통해 흐른다. 모듈들이 직렬 및 병렬로 연결되는 경우, 냉각 요소는 복수의 모듈들을 포함한다. 적어도 두 개의 복수의 모듈들이 직렬로 연결되며 적어도 두 개의 복수의 모듈들이 병렬로 연결된다.The modules of the partially installed cooling element are finally connected in series or in parallel, or in series and in parallel. If the modules are connected in series, the same coolant flows through all the modules. If the modules are connected in series and in parallel, the cooling element comprises a plurality of modules. At least two plurality of modules are connected in series and at least two plurality of modules are connected in parallel.

냉각이 고정자의 전체 외부 표면 영역에 대해서 고른 것은 고정자 냉각의 장점이다. 이때 모듈에 들어오는 냉각제의 온도 및 흐름 속도는 모듈간에 실질적으로 다르지 않을 것이다.It is an advantage of stator cooling that the cooling is even over the entire outer surface area of the stator. The temperature and flow rate of the coolant entering the module will then be substantially different between the modules.

고정자의 외부 표면은 또한 모듈들로 고르게 커버되며, 외부 표면의 각 섹션 상에 적어도 하나의 모듈이 있게된다. 제조 기술 관점에서, 모든 모듈들이 근본적으로 비슷한 것은 장점이다.The outer surface of the stator is also evenly covered with modules, with at least one module on each section of the outer surface. In terms of manufacturing technology, it is an advantage that all modules are essentially similar.

본 발명에 따른 고정자는 간단한 구조 및 상대적으로 단단한 프레임을 가진 고정자 시트 팩이다. 효율적인 냉각은 고정자 표면 상에 직접 설치된 냉각요소를 통해 얻어질 수 있다. 고정자의 구조는 냉각 공기 흐름을 위해 고정자 코어 안으 로 설치된 방사형 덕트들(ducts)을 가진 공기 냉각 고정자와 비교하여 단순하다.The stator according to the invention is a stator seat pack with a simple structure and a relatively rigid frame. Efficient cooling can be obtained through a cooling element mounted directly on the stator surface. The structure of the stator is simple compared to an air cooling stator with radial ducts installed into the stator core for cooling air flow.

본 발명의 실시예에 따라서, 연결 바들이 고정자의 외부 표면을 고정자의 길이와 동일한 섹션들로 나누는데 사용된다. 고정자는 얇은 시트들을 포함한다. 시트들은, 코어의 축에 평행한 코어의 외부 표면 상에 위치되며 예를 들어 용접에 의해서 고정자 시트들 및/또는 고정자 단부 압축 플레이트에 고정된, 고정자 코어 길이 만큼 연결 바들을 사용하여 하나의 고정자 코어 안으로 매어진다(tied into). 연결 바들은 고정자 코어에서 압축을 유지한다. 소형 고정자에서, 예를 들어, 고정자 외부 표면을 6개의 섹션으로 나누는, 고정자 외부 표면 상에 고르게 배치된 6개의 연결 바들이 있을 수 있다. 큰 고정자에서, 예를 들어, 외부 표면 상에 24개의 섹션들을 형성하는, 24 개의 연결 바들이 있을 수 있다.According to an embodiment of the invention, connecting bars are used to divide the outer surface of the stator into sections equal to the length of the stator. The stator includes thin sheets. The sheets are located on the outer surface of the core parallel to the axis of the core and one stator core using connecting bars by the stator core length, for example fixed to the stator sheets and / or stator end compression plates by welding. Tied into. The connecting bars keep compression on the stator core. In a small stator, for example, there may be six connecting bars evenly arranged on the stator outer surface, which divide the stator outer surface into six sections. In a large stator there may be 24 connecting bars, for example forming 24 sections on the outer surface.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 고정자 외부 표면은 고정자의 블록 구조를 사용함에 의해서 고정자 길이와 동일한 섹션들로 나누어지며, 이 경우 고정자 외부 표면 섹션의 폭은 고정자 블록의 폭과 동일하다.According to another embodiment of the invention, the stator outer surface is divided into sections equal to the stator length by using the block structure of the stator, in which case the width of the stator outer surface section is equal to the width of the stator block.

블록 구조는, 고정자의 직경이 커서 단일 피스로 제조하는 것이 운반, 설치, 제조 또는 다른 이러한 프로세스들에서의 한계들로 인해 더 이상 가능하지 못하거나 이점이 될 수 없는 경우 고정자에 사용될 수 있다. 블록들은 볼트 또는 너트들과 같은 연결 디바이스들을 사용하여 서로 연결된다. 고정자 블록의 수는, 예를 들어, 12일 수 있으며, 각 블록의 폭은 1.3m 일 수 있다.The block structure can be used in the stator if the diameter of the stator is so large that manufacturing from a single piece is no longer possible or advantageous due to limitations in transportation, installation, manufacturing or other such processes. The blocks are connected to each other using connecting devices such as bolts or nuts. The number of stator blocks may be 12, for example, and the width of each block may be 1.3 m.

본 발명의 또 다른 실시예에 따라서, 고정자는 두 개의 냉각 요소들을 사용하여 냉각된다. 냉각 요소들은 고정자의 세로 방향에 연속적으로 위치된다. 따라 서 적어도 2 개의 모듈들이 외부 표면의 하나의 고정자-길이 섹션 상에 위치된다.According to another embodiment of the invention, the stator is cooled using two cooling elements. The cooling elements are positioned continuously in the longitudinal direction of the stator. At least two modules are thus located on one stator-length section of the outer surface.

도 1a는 냉각 요소 모듈을 평면 단면도로, 도 1b는 단면도로 그리고 도 1c는 측면 단면도로 도시한다. 도면의 냉각 요소(1)는 하나의 모듈(2)을 포함한다. 모듈(2)은 서로 평행한 곧은 인접 파이프(3a)를 포함하며, 파이프들의 단부들은 연결 파트들(4a)에 의해서 연결된다. 냉각제, 예를 들어 물, 흐름의 방향(Fd)은 연결 파트(4a)에서 변화된다. 냉각제는 인접 파이프들(3a)에서 반대(opposing) 방향(Fd)으로 흐른다.FIG. 1A shows the cooling element module in a plan view in cross section, FIG. 1B in a cross section and in FIG. 1C in a side view. The cooling element 1 in the figure comprises one module 2. The module 2 comprises straight adjacent pipes 3a parallel to one another, the ends of which are connected by connecting parts 4a. The direction F d of the coolant, for example water, flow is changed in the connecting part 4a. The coolant flows in the opposing direction F d in adjacent pipes 3a.

모듈(2)은 짝수의 파이프들(3a)을 가진다. 모듈은 곧은 파이프들(3a)이 고정자의 세로 축에 실질적으로 평행하도록 고정자 외부 표면 상에 설치될 때, 냉각제들을 위한 연결부들(5a, 5b)은 고정자의 동일한 단부에 위치된다. 모듈은 두 개의 냉각제 연결부들을 가지며, 하나의 연결부(5a)는 모듈(2)로 흘러 들어가는 냉각제를 위한 것이고, 하나의 연결부(5b)는 회귀하는 냉각제를 위한 것이다.The module 2 has an even number of pipes 3a. When the module is installed on the stator outer surface such that the straight pipes 3a are substantially parallel to the longitudinal axis of the stator, the connections 5a, 5b for the coolants are located at the same end of the stator. The module has two coolant connections, one connection 5a for the coolant flowing into the module 2 and one connection 5b for the returning coolant.

누출 방지로서, 누수 캐치 케이싱(6)이 모듈(2)의 파이프들(3a)의 전체 길이 주위로 설치될 수 있다. 케이싱은, 요구되는 공간을 최소화하며 열 전달 용량을 향상시키기 위해 모듈 파이프들(3a)의 최상부(7) 및 바닥(8) 표면들과 접촉한다.As a leak prevention, a leak catch casing 6 can be installed around the entire length of the pipes 3a of the module 2. The casing is in contact with the top 7 and bottom 8 surfaces of the module pipes 3a to minimize the space required and to improve the heat transfer capacity.

도 2는 증가된 수의 파이프들을 가진 냉각 요소 모듈을 도 2a에서는 평면 단면도로, 도 2b에서는 단면도로 그리고 도 2c에서는 측면 단면도로 도시한다. 냉 각 요소(1) 모듈의 연결 파트들(4b)은 곧은 파이프들의 레벨에 대해서 위쪽 또는 아래쪽으로 교대하여 구부려지고 맞물린다. 다음으로 두 개의 인접 연결 부분들은 고정자의 방사형 방향으로 부분적으로 겹치게 된다(Ov). 연결 부분들(4b)을 구부리는 것은, 4개 이상의 인접 파이프들이, 연결 파트들의 겹침에 의존하여, 두 개의 연결 파트 폭들(w)에 대해서 위치될 수 있기 때문에, 파이프들(3b)이 서로 더 가깝게 위치되는 것을 허용해준다.FIG. 2 shows a cooling element module with an increased number of pipes in a plan sectional view in FIG. 2A, in a sectional view in FIG. 2B and in a sectional view in FIG. 2C. The connecting parts 4b of the cooling element 1 module are alternately bent and engaged up or down with respect to the level of straight pipes. The two adjacent connecting parts then partially overlap in the radial direction of the stator (O v ). The bending of the connecting portions 4b means that the pipes 3b can be placed on each other, since four or more adjacent pipes can be positioned relative to the two connecting part widths w, depending on the overlap of the connecting parts. Allow to be located close together.

연결 부분들(4b)의 구부림은, 특히 연결 파트가 휘어진 파이프인 경우, 파이프의 최소 구부림 반경이 파이프 피치에 제한을 설정하지 않을 것이기 때문에, 바람직하다.The bending of the connecting parts 4b is preferred, especially when the connecting part is a bent pipe, since the minimum bending radius of the pipe will not set a limit on the pipe pitch.

도 3은 단일-모듈 냉각 요소(2')의 단면도이다. 도 3에서, 모듈의 바닥 표면(8)의 형태는 실린더형 고정자의 외부 표면의 형태를 따른다. 고정자 외부 표면으로부터 파이프 표면들로의 가장 효율적인 열 전달은, 고정자 외부 표면의 형태를 따르도록, 냉각 요소, 그리고 그 모듈들을 구부리거나(bending) 또는 프레싱에 의해서 얻어질 수 있다.3 is a cross-sectional view of the single-module cooling element 2 '. In FIG. 3, the shape of the bottom surface 8 of the module follows the shape of the outer surface of the cylindrical stator. The most efficient heat transfer from the stator outer surface to the pipe surfaces can be obtained by bending or pressing the cooling element, and its modules, to conform to the shape of the stator outer surface.

도 3은 누수 캐치 케이싱(6)의 도시를 포함한다. 캐치 케이싱(6)이 모듈(2') 주위에 설치될 경우, 그 바닥 표면(9)의 형태는 실린더 고정자(26)의 외부 표면의 형태를 따르게 될 것이다. 모듈 파이프들(3a, 3b)의 최상부 및 바닥 표면들(7, 8)은 캐치 케이싱(6)의 내부 표면과 접촉하며, 캐치 케이싱의 바닥의 외부 표면(9)은 고정자 외부 표면(14)과 접촉한다. 누수 캐치 케이싱이 설치된 모듈은 파이프들과 이들의 외부 표면 상에 설치된 케이싱이 고정자 표면의 형태를 따르도록 하나의 구조로서 형성되도록 바람직하게 제조된다.3 includes an illustration of a leak catch casing 6. If the catch casing 6 is installed around the module 2 ′, the shape of its bottom surface 9 will follow the shape of the outer surface of the cylinder stator 26. The top and bottom surfaces 7, 8 of the module pipes 3a, 3b are in contact with the inner surface of the catch casing 6, and the outer surface 9 of the bottom of the catch casing is in contact with the stator outer surface 14. Contact. The module with the leak catch casing is preferably manufactured such that the pipes and the casing installed on their outer surface are formed as a structure so as to follow the shape of the stator surface.

도 4는 파이프 단면이 원형 형태가 아닌 단일-모듈 냉각 요소(2'')의 부분적 도면이다. 냉각 요소 모듈 파이프(3c)의 단면은 4개의 변들(10a 내지 10d)을 가진 실질적으로 사각형이다. 파이프 단면의 긴 변(10c)은 모듈(2'')의 바닥 표면(9)에 접한다(is against). 이는 모듈 파이프와 고정자 외부 표면 사이의 접촉 표면을 증가시킨다. 사각 형태는 예를 들어 파이프를 평평하게 롤링함에 의해서 얻어질 수 있으며, 파이프 단면의 폭(l)이 그 높이(h)보다 더 큰 결과를 가져오게 된다.4 is a partial view of a single-module cooling element 2 '' in which the pipe cross section is not circular. The cross section of the cooling element module pipe 3c is substantially square with four sides 10a to 10d. The long side 10c of the pipe cross section is against the bottom surface 9 of the module 2 ''. This increases the contact surface between the module pipe and the stator outer surface. The rectangular shape can be obtained for example by rolling the pipe flat, resulting in a width l of the pipe cross section larger than its height h.

도 5는 전기 머신(25)에 설치된 냉각 요소를 도시한다. 냉각 요소(1)는 실린더형 고정자(26)의 외부 표면(14) 상에, 전기 머신 내부에 위치된다. 도 5에서, 고정자(26)는 서로에 고정된 떨어진(separate) 블록들(13)을 포함한다. 도면은 단지 전체 고정자의 길이와 같은 하나의 블록(13)만을 도시한다. 블록들을 포함하는 고정자에 대해서, 적어도 하나의 냉각 요소 모듈(2)이 각 블록 상에 위치된다. 고정자 블록(13)은 서로의 위로 스택되며(stacked), 연결 바들과 프레임 구조에 의해서 고정되는 그루브를 가진(12) 고정자 시트 세그먼트들(21)로 제조된다. 블록(13)은 또한 몇 개의 세그먼트들 만큼 넓게 제조될 수 있다; 제 1 시트 레이어는, 예를 들어, 3 개의 세그먼트들과 제 2(the second)의 반-세그먼트, 두 개의 완전한 세그먼트들 및 또 다른 반-세그먼트를 포함할 수 있다. 각 레이어에 대해서, 세그먼트들 사이의 갭들의 위치는 이전 레이어의 것과 다르게 될 것이다.5 shows a cooling element installed in the electric machine 25. The cooling element 1 is located inside the electric machine, on the outer surface 14 of the cylindrical stator 26. In FIG. 5, the stator 26 comprises separate blocks 13 fixed to each other. The figure only shows one block 13 equal to the length of the entire stator. For the stator comprising blocks, at least one cooling element module 2 is located on each block. The stator block 13 is made of stator sheet segments 21 with grooves 12 stacked on top of each other and secured by connecting bars and a frame structure. Block 13 can also be made as wide as several segments; The first sheet layer may comprise, for example, three segments and the second half-segment, two complete segments and another half-segment. For each layer, the position of the gaps between the segments will be different from that of the previous layer.

고정자(26)의 가장 바깥쪽 파트는 고정자 배면(11)을 형성하며, 권선들이 놓 이는 고정자의 내부 파트에 그루브들(12)이 있게 된다. 하나의 냉각 요소 모듈(2)은 고정자 블록(13)을 냉각하는데 사용된다. 모듈(2)은 프레임 빔들(15) 사이에서 외부 표면(14)과 접촉하며, 고정자 배면(11)의 외부 표면(14) 상에 설치된다. 고정자 블록(13)은 프레임 빔들(15)을 사용하여 프레임 플레이트(16)에 대해서 지지된다. 고정자 블록들(13)은 고정자 외부 표면(14)을 고정자의 길이와 동일한 섹션들(22a)로 나눈다. 외부 표면 섹션(14)의 폭(Wu)은 고정자 블록(13)의 폭(Ws)과 같다. 모듈(2)의 폭(Wm)은 고정자 블록의 폭(Ws)보다 더 좁다.The outermost part of the stator 26 forms the stator back 11, with grooves 12 in the inner part of the stator where the windings rest. One cooling element module 2 is used to cool the stator block 13. The module 2 contacts the outer surface 14 between the frame beams 15 and is installed on the outer surface 14 of the stator back 11. The stator block 13 is supported against the frame plate 16 using the frame beams 15. The stator blocks 13 divide the stator outer surface 14 into sections 22a equal to the length of the stator. The width Wu of the outer surface section 14 is equal to the width Ws of the stator block 13. The width Wm of the module 2 is narrower than the width Ws of the stator block.

모듈(2)이 캐치 케이싱(6)에 넣어지게 될 경우, 모듈(2)의 파이프들(3a 내지 3e)의 최상부 및 바닥 표면들(7, 8)은 캐치 케이싱(6)과 접촉하며, 다음으로 캐치 케이싱은 고정자 외부 표면(14)과 접촉한다. 이는 금속 대 금속 접촉으로 열이 전달되는 것을 허용한다.When the module 2 is to be placed in the catch casing 6, the top and bottom surfaces 7, 8 of the pipes 3a to 3e of the module 2 contact the catch casing 6, and then The catch casing is in contact with the stator outer surface 14. This allows heat to be transferred to the metal to metal contact.

하나의 고정자 블록은, 주변경계(perimeter) 방향으로 나란하게 또는 고정자의 세로 방향으로 연속적으로, 하나 이상의 냉각 요소 모듈들을 가질 수 있다. 하나의 모듈의 최대 폭은 고정자 블록(13)의 폭이다.One stator block may have one or more cooling element modules, side by side in the perimeter direction or continuously in the longitudinal direction of the stator. The maximum width of one module is the width of the stator block 13.

냉각 요소는 고정자(26)의 외부 표면(14) 상에 고정될 수 있다. 프레임 플레이트(16) 또는 프레임 빔들(15)을 활용하는 것에 더해서, 냉각 요소를 고정시키는 다른 수단들이 존재한다. 예를 들어, 하나 이상의 조임 요소들(17)이 프레임 플레이트와 냉각 요소 사이에 설치될 수 있다.The cooling element may be fixed on the outer surface 14 of the stator 26. In addition to utilizing the frame plate 16 or frame beams 15, there are other means for securing the cooling element. For example, one or more tightening elements 17 may be installed between the frame plate and the cooling element.

도 6은, 전기 머신의 측면으로부터 보여진, 전기 머신(25)에 설치된 냉각 요소를 도시한다. 고정자(26)의 전체 길이(L)는 얇은 시트들로 구성된다. 냉각 요 소(1)는 고정자 코어(18)의 외부 표면(14) 상에 설치된다. 누수 캐치 베이슨(20)은 냉각 요소(1) 모듈과 고정자 코일 단부들(19)의 연결 파트들(4a, 4b) 사이에 설치된다.6 shows a cooling element installed in the electric machine 25, seen from the side of the electric machine. The total length L of the stator 26 consists of thin sheets. The cooling element 1 is installed on the outer surface 14 of the stator core 18. The leak catch basin 20 is installed between the cooling element 1 module and the connecting parts 4a, 4b of the stator coil ends 19.

냉각 요소 모듈(1)의 연결 파트들(4a, 4b)은 전기 머신(25)의 내부 공기 순환에로 열려져 있으며, 공기와 접촉 파트들 사이의 직접 접촉을 허용한다. 다음으로 냉각 요소에서 순환하는 냉각제는 또한 전기 머신 내부의 공기를 냉각시킨다. 전기 머신이 또한 공기 냉각을 하는 경우, 냉각 요소는 공기 냉각 시스템에 추가의 냉각력을 제공할 것이다. 전기 머신에서, 공기 냉각은 로터 손실들과 고정자 코일 단부들을 냉각하는데 사용되며, 비-영구 자기 전기 머신들에서, 또한 로터 코일 단부들을 냉각하는데 사용된다. 공기 냉각은 보통 별도로 설치된 팬에 의해서 또는 전기 머신의 섀프트 상에서 수행된다.The connecting parts 4a, 4b of the cooling element module 1 are open to the internal air circulation of the electric machine 25 and allow direct contact between the air and the contact parts. The coolant circulating in the cooling element then also cools the air inside the electric machine. If the electric machine also has air cooling, the cooling elements will provide additional cooling power to the air cooling system. In electrical machines, air cooling is used to cool the rotor losses and stator coil ends, and in non-permanent magnetic electrical machines, it is also used to cool the rotor coil ends. Air cooling is usually performed by a separately installed fan or on the shaft of the electric machine.

도 7은 전기 머신(25)에 설치된 냉각 요소 모듈(2)을 도시한다. 고정자 외부 표면(14)은 연결 바들(23)을 사용하여 고정자의 길이와 동일한 섹션들(22b)로 나뉘어 진다. 고정자는, 시트들을 포함하며, 연결 바들(23)에 의해서 고정자 코어(18)로서 함께 고정된다. 연결 바들(23)의 길이는 고정자 코어(18)의 길이(L)와 동일하다. 연결 바들(23)은 고정자 코어로의 세로 방향으로 고정자 코어(18)의 외부 주변경계(14) 표면 상에 위치되며, 고정자 단부들 상의 시트들 및/또는 압축 플레이트(24) 상에 고정된다. 연결 바들(23)은 고정자 코어(18)에서 압축을 유지시킨다. 냉각 요소 모듈(2)은 원주 방향에서 서로에 인접한 두 개의 연결 바들(23) 사이에 위치된다.7 shows a cooling element module 2 installed in the electric machine 25. The stator outer surface 14 is divided into sections 22b equal to the length of the stator using the connecting bars 23. The stator comprises sheets and is held together as stator core 18 by connecting bars 23. The length of the connecting bars 23 is equal to the length L of the stator core 18. The connecting bars 23 are located on the outer perimeter boundary 14 surface of the stator core 18 in the longitudinal direction to the stator core and are fixed on the sheets and / or on the compression plate 24 on the stator ends. The connecting bars 23 maintain compression in the stator core 18. The cooling element module 2 is located between two connecting bars 23 adjacent to each other in the circumferential direction.

단순함을 위해, 도 7은 전기 머신(25)에 설치된 하나의 냉각 요소 모듈(2) 만을 도시한다. 고정자의 냉각을 위해, 고정자의 외부 표면(14)이, 고정자 외부 표면의 각 섹션(22b) 상에 적어도 하나의 모듈로, 고정자 냉각 모듈들에 의해서 균일하게 커버되는 것이 바람직하다. 결과로서, 냉각 요소가 고정자의 주변경계 표면을 둘러싼다. 고정자의 고른 냉각을 위해, 모든 냉각 요소 모듈들(2)을 직렬로 연결하는 것이 바람직하지 못하다. 예를 들어, 도 8에 도시된 병렬 연결이 두 개-모듈 냉각 요소에 대해서 바람직하며, 제 1 및 제 2 모듈에 대해서 실질적으로 동일한 온도의 냉각제를 제공하게 된다. 여러 개의 모듈들이 있는 경우, 두 개의 인접 모듈들이 직렬로 연결되고, 뒤이은 둘이, 다시, 서로 직렬로 연결될 수 있다; 이렇게 생성된 모듈 쌍들은 병렬로 연결된다(도 9).For simplicity, FIG. 7 shows only one cooling element module 2 installed in the electric machine 25. For cooling the stator, it is preferable that the outer surface 14 of the stator is uniformly covered by stator cooling modules, with at least one module on each section 22b of the stator outer surface. As a result, a cooling element surrounds the peripheral boundary surface of the stator. For even cooling of the stator, it is not desirable to connect all cooling element modules 2 in series. For example, the parallel connection shown in FIG. 8 is preferred for a two-module cooling element and will provide coolant at substantially the same temperature for the first and second modules. If there are several modules, two adjacent modules may be connected in series, followed by two, in turn, in series with each other; The module pairs thus generated are connected in parallel (FIG. 9).

도 10은 파이프 단면이 삼각형인 단일-모듈 냉각 요소(2)의 부분적 도시이다. 냉각 요소 모듈 파이프(3d)의 단면은 실질적으로 삼각형이다. 파이프 단면의 가장 긴 변은 모듈(2''')의 바닥 표면(9)에 접하게 된다.10 is a partial view of a single-module cooling element 2 with a triangular pipe cross section. The cross section of the cooling element module pipe 3d is substantially triangular. The longest side of the pipe cross section abuts the bottom surface 9 of the module 2 '' '.

도 11은 파이프 단면이 반-원형인 단일-모듈 냉각 요소(2)의 부분적 도시이다. 냉각 요소 모듈 파이프(3e)의 단면은 실질적으로 반-원형이다. 파이프 단면의 평평한 면은 모듈(2'''')의 바닥 표면(9)에 접한다.11 is a partial view of a single-module cooling element 2 with a semi-circular pipe cross section. The cross section of the cooling element module pipe 3e is substantially semi-circular. The flat face of the pipe cross section abuts the bottom surface 9 of the module 2 '' ''.

본 발명은 특정 실시예를 사용하여 위에 기술되었다. 그러나, 설명은 특허 보호의 범위를 한정하는 것으로서 생각되어서는 안된다; 본 발명의 실시예들은 다음의 청구항들의 범위 내에서 변할 수 있다.The present invention has been described above using specific embodiments. However, the description should not be taken as limiting the scope of patent protection; Embodiments of the invention may vary within the scope of the following claims.

본 발명의 목적은 전기 머신들을 위한 냉각 요소와 상기 냉각 요소로 냉각될 전기 머신 고정자를 생성하는 것으로서 산업상 이용가능하다.The object of the present invention is industrially available as producing a cooling element for electric machines and an electric machine stator to be cooled with said cooling element.

도 1a 내지 도 1c는 냉각 요소 모듈을 도시하는 도면들.1A-1C show the cooling element module.

도 2a 내지 도 2c는 증가된 수의 파이프들을 가지는 냉각 요소 모듈들을 도시하는 도면.2a-2c show cooling element modules with an increased number of pipes.

도 3은 또 다른 냉각 요소를 부분적으로 도시하는 도면.3 partially shows another cooling element;

도 4는 냉각 요소의 추가 예를 부분적으로 도시하는 도면.4 partially shows a further example of a cooling element;

도 5는 전기 머신의 고정자에 설치된 도 3의 냉각 요소를 도시하는 도면.5 shows the cooling element of FIG. 3 installed in a stator of an electric machine.

도 6은 전기 머신의 측면으로부터 보여진, 전기 머신에 설치된, 도 3에 도시된 바와 같은 냉각 요소를 도시하는 도면.6 shows a cooling element as shown in FIG. 3, installed in the electric machine, seen from the side of the electric machine.

도 7은 전기 머신에 설치된 도 3에 도시된 바와 같은 냉각 요소 모듈을 도시하는 사시도.FIG. 7 is a perspective view of the cooling element module as shown in FIG. 3 installed in an electrical machine. FIG.

도 8은 병렬로 연결된 모듈들을 도시하는 도면.8 shows modules connected in parallel.

도 9는 직렬 및 병렬로 연결된 모듈들을 도시하는 도면.9 shows modules connected in series and in parallel.

도 10은 단면이 삼각형 형태의 파이프들을 가진 모듈의 단면도.10 is a sectional view of a module having pipes in the form of triangles in cross section;

도 11은 단면이 반-원형 형태인 파이프들을 가진 모듈의 단면도. 11 is a cross-sectional view of a module with pipes of semi-circular cross section.

*** 도면의 주요 부호 설명 ****** Description of the major signs in the drawings ***

1: 냉각 요소 2, 2', 2'', 2''', 2'''': 모듈 1: cooling element 2, 2 ', 2' ', 2' '', 2 '' '': module

3a ~ 3e: 파이프 4a ~ 4b: 연결 파트3a to 3e: pipe 4a to 4b: connection part

5a, 5b: 연결부 6: 누수 캐치 케이싱5a, 5b: connection 6: leak catch casing

7: 최상부 표면 8: 3a ~ 3e의 바닥 표면7: top surface 8: bottom surface of 3a-3e

9: 모듈 2, 2', 2'', 2''', 2''''의 바닥 표면9: Bottom surface of module 2, 2 ', 2' ', 2' '', 2 '' ''

10a ~ 10d: 측면 11: 고정자 배면10a to 10d: side 11: back of stator

12: 고정자 그루브 13: 고정자 블록12: stator groove 13: stator block

14: 고정자 외부 표면 15: 프레임 빔14: stator outer surface 15: frame beam

16: 프레임 플레이트 17: 조임 요소16: frame plate 17: fastening elements

18: 고정자 코어 19: 코일 단부들18: stator core 19: coil ends

20: 누수 캐치 베이슨(basin)20: leak catch basin

21: 고정자 시트 세그먼트 22a, 22b: 외부 표면 섹션21: Stator seat segment 22a, 22b: outer surface section

23: 연결 바 24: 압축 플레이트23: connection bar 24: compression plate

25: 전기 머신 26: 고정자25: electric machine 26: stator

Fd: 반대 방향 흐름들 h: 파이프 높이F d : counter flows h: pipe height

l: 파이프 폭 L: 고정자 길이l: pipe width L: stator length

Ov: 겹침 영역 Wm: 모듈 폭O v : overlap area Wm: module width

Ws: 고정자 블록 폭 Wu: 외부 표면 섹션 폭Ws: Stator block width Wu: Outer surface section width

Claims (16)

전기 머신(25)을 위한 냉각 요소(cooling element)로서, 상기 전기 머신은 회전자(rotor)와 고정자(stator)를 포함하며, 이 전기 머신에서, 고정자(26) 외부 표면(14)은 고정자의 길이(L)와 동일한 섹션들(22a 내지 22b)로 나뉘어지는, 전기 머신을 위한 냉각 요소에 있어서,As a cooling element for the electric machine 25, the electric machine comprises a rotor and a stator, in which the stator 26 outer surface 14 is connected to the stator. In the cooling element for an electric machine, divided into sections 22a to 22b equal to the length L, 냉각 요소(1)가 적어도 두 개의 모듈들(2)을 포함하며, 상기 모듈(2)은 고정자의 세로 축에 실질적으로 평행한 인접 파이프들(3a 내지 3e)을 포함하며, 파이프들의 단부들은 연결 파트들(4a 내지 4b)에 의해서 연결되며, 냉각제는 인접한 파이프들에서 반대(opposing) 방향들(Fd)로 흐르며, 모듈(2)의 폭(Wm)은 외부 표면 섹션(22a 내지 22b)의 폭(Wu) 이하인 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.The cooling element 1 comprises at least two modules 2 which comprise adjacent pipes 3a to 3e substantially parallel to the longitudinal axis of the stator, the ends of the pipes being connected Connected by parts 4a to 4b, the coolant flows in opposing directions F d in adjacent pipes, and the width Wm of the module 2 is determined by the outer surface sections 22a to 22b. Cooling element for an electric machine, characterized in that less than the width (Wu). 제 1항에 있어서, 모듈(2)이 최상부 표면(7)과 바닥 표면(8)을 가지며, 모듈의 바닥 표면(8)의 형태가 고정자 외부 표면(14)의 형태를 따르는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.2. The module 2 according to claim 1, characterized in that the module 2 has a top surface 7 and a bottom surface 8, wherein the shape of the bottom surface 8 of the module follows the shape of the stator outer surface 14. Cooling element for the electric machine. 제 1항에 있어서, 모듈(2)이 고정자(26)의 외부 표면(14)과 열적-전도성 접촉을 이루며 설치될 수 있는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.Cooling element according to claim 1, characterized in that the module (2) can be installed in thermal-conductive contact with the outer surface (14) of the stator (26). 제 1항에 있어서, 모듈(2)이 짝수 갯수의 파이프들(3a 내지 3e)을 가지는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소Cooling element for an electric machine according to claim 1, characterized in that the module (2) has an even number of pipes (3a to 3e). 제 1항에 있어서, 모듈 파이프(3a 내지 3e)의 단면이 사각형, 삼각형 또는 반-원형이며, 파이프의 단면(10a 내지 10d)의 가장 긴 변이 모듈(2)의 바닥 표면(8)에 접하는(against) 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소. 2. The cross section of the module pipes 3a to 3e is rectangular, triangular or semi-circular, and the longest side of the cross sections 10a to 10d of the pipe abuts the bottom surface 8 of the module 2 (2). cooling element for an electric machine. 제 1항에 있어서, 모듈의 연결 파트들(4a 내지 4b)이 방사형(radial) 방향으로 구부려지며, 두 개의 인접한 연결 부분들(4a 내지 4b)이 고정자의 방사형 방향으로 부분적으로 겹치는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.The method according to claim 1, characterized in that the connecting parts 4a to 4b of the module are bent in the radial direction and two adjacent connecting parts 4a to 4b partially overlap in the radial direction of the stator. , Cooling elements for electric machines. 제 1항에 있어서, 모듈들(2)이 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.Cooling element according to claim 1, characterized in that the modules (2) are connected in parallel. 제 1항에 있어서, 냉각 요소가 복수의 모듈들(2)을 포함하며, 적어도 두 개의 모듈들(2)이 직렬로 연결되며 적어도 두 개의 모듈들이 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.2. An electrical machine according to claim 1, wherein the cooling element comprises a plurality of modules 2, at least two modules 2 connected in series and at least two modules connected in parallel. For cooling element. 제 1항에 있어서, 파이프들(3a 내지 3e)의 전체 길이에 대해서 모듈(2) 주위 로 누수 캐치 케이싱(leakage catch casing)(6)이 있으며 상기 캐치 케이싱(6)은 모듈(2)의 최상부 표면(7)과 바닥 표면(8)과 실질적으로 접촉하는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.2. A leak catch casing (6) around the module (2) for the entire length of the pipes (3a to 3e), wherein the catch casing (6) is at the top of the module (2). Cooling element for an electric machine, characterized in that it is substantially in contact with the surface (7) and the bottom surface (8). 제 1항에 있어서, 모듈 연결 파트들(4a 내지 4b)과 고정자 코일 단부들(19) 사이에 누수 캐치 베이슨(leakage catch basin)(20)이 있는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 냉각 요소.Cooling element for an electric machine according to claim 1, characterized by a leak catch basin (20) between the module connection parts (4a to 4b) and the stator coil ends (19). . 전기 머신(25)을 위한 고정자(26)로서, 이 고정자(26)에서, 외부 표면(14)이 고정자의 길이(L)와 동일한 섹션들(22a 내지 22b)로 나뉘며, 이 고정자는 적어도 하나의 냉각 요소(1)에 의해서 냉각되는, 전기 머신을 위한 고정자에 있어서,Stator 26 for electric machine 25, in which stator 26 the outer surface 14 is divided into sections 22a to 22b equal to the length L of the stator, the stator having at least one In a stator for an electric machine, cooled by a cooling element 1, 냉각 요소(1)는 적어도 두 개의 모듈들(2)을 포함하며, 상기 모듈(2)은 고정자의 세로 축(L)에 실질적으로 평행한 인접 파이프들(3a 내지 3e)을 포함하며, 파이프들의 단부들은 연결 파트들(4a 내지 4b)에 의해서 연결되며, 냉각제는 인접 파이프들에서 반대(opposing) 방향들(Fd)로 흐르며, 모듈(2)의 폭(Wm)은 기껏해서 외부 표면 섹션(22a 내지 22b)의 폭(Wu)과 동일하며, 모듈은 고정자의 외부 표면(14) 상에 위치되는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 고정자.The cooling element 1 comprises at least two modules 2 which comprise adjacent pipes 3a to 3e which are substantially parallel to the longitudinal axis L of the stator. The ends are connected by connecting parts 4a to 4b and the coolant flows in opposing directions F d in adjacent pipes, the width Wm of the module 2 being at most outer surface section ( Stator equal to the width (Wu) of 22a to 22b, characterized in that the module is located on the outer surface (14) of the stator. 제 12항에 있어서, 고정자 외부 표면의 각 섹션(22a 내지 22b) 상에 적어도 하나의 모듈(2)이 있는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 고정자.13. The stator of claim 12, wherein there is at least one module (2) on each section (22a to 22b) of the stator outer surface. 제 12항에 있어서, 고정자 외부 표면(14)이 연결 바들(23)을 사용하여 고정자의 길이(L)와 동일한 섹션들(22a 내지 22b)로 나뉘어 지는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 고정자.A stator according to claim 12, characterized in that the stator outer surface (14) is divided into sections (22a to 22b) equal to the length (L) of the stator using connecting bars (23). 제 12항에 있어서, 고정자 외부 표면(14)이 고정자를 블록들(13)로 제조함에 의해서 고정자의 길이(L)와 동일한 섹션들(22a 내지 22b)로 나뉘는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 고정자.13. An electric machine according to claim 12, characterized in that the stator outer surface 14 is divided into sections 22a to 22b equal to the length L of the stator by making the stator into blocks 13. Stator. 제 12항에 있어서, 고정자가 프레임 플레이트(16)에 대해서 지지되며, 프레임 플레이트(16)와 냉각 요소(1) 사이에 적어도 하나의 조임 요소(17)가 존재하는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 고정자.13. The electric machine according to claim 12, characterized in that the stator is supported against the frame plate (16) and at least one fastening element (17) is present between the frame plate (16) and the cooling element (1). For stator. 제 12항에 있어서, 적어도 두 개의 냉각 요소들(1)이 고정자를 냉각하기 위해 사용되며, 상기 냉각 요소들(1)은 고정자의 세로 방향으로 연속적으로 설치되는 것을 특징으로 하는, 전기 머신을 위한 고정자.13. An electric machine according to claim 12, characterized in that at least two cooling elements (1) are used for cooling the stator, said cooling elements (1) being installed continuously in the longitudinal direction of the stator. Stator.
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