[发明专利]电动机的定子

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电动机的定子，它包括设置有绕丝的、基本上为空心圆柱体形状的定子叠片和在轴向方向上连接在定子叠片上的绕组端部，其中，定子叠片包括多个凹槽，其中，冷却剂管路插入相应的凹槽中。

背景技术

在电动机中要将电能转换成机械能。特别是由磁场向线圈的、电流流过的导体施加的力被转化成运动。电动机虽然也可以实施平移运动，但是通常实现为旋转电机。

这种构造成用于产生旋转运动的电动机通常包括固定不动的定子和进行旋转的转子。定子的磁场由永磁体或者由设置有线圈绕组的金属构件（也称为定子叠片）产生。定子叠片通常构造成空心圆柱体的形式，并且缠绕着金属线线圈。绕丝的相应的末端通常在定子叠片的一个或者两个轴向侧面上伸出去，并且在那里分别形成称为绕组端部的金属线网。

在定子的内部布置着转子，它在大部分情况下由带有铁芯的线圈（即所谓的电枢）构成，其可旋转地支承在定子的磁场内。通过定子和转子的磁场的排斥和吸引产生旋转运动。在直流电机中，为了实现持久的力的效果并且因此实现旋转，总是通过由换向器旋转定子来为正确的绕组接通电流。在其他的构造形式下，例如在利用三相电流或者交流电运行的异步电机中，可以不要换向器，作为代替，异步电机的转子中具有短路绕组。

近几年来，由于人们逐渐提高环保意识并且自然资源紧缺，越来越多地将电动机作为车辆驱动器。电驱动器在许多方面都比内燃机优越，例如在效率以及电动机的有利的扭矩和功率特性方面。此外，驱动系在大部分情况下还能够构造得简单得多。

然而，缺点常常是电动车辆的行车距离较短，这是由于在目前的现有技术中在像蓄电池这样的能量存储器中能够携带的电量比较少造成的。因此特别在电动车辆上具有这样的任务，即，尽可能高效地利用可支配的能量，也就是说优化车辆的效率。

这例如可以通过使用废热实现，否则这些废热会被排放到电机室内并且因此浪费掉。在此经常通过穿流的液体冷却电动机的壳体，然后该液体可以将热量输送给不同的机组，例如内室加热系统继续加以利用。液体被导入相应的、被插入的或者被铸入的冷却剂管路中。壳体在这种情况下经常与定子叠片处于直接的接触状态，所以能够直接地导走在定子叠片中产生的热量。

这里的缺点经常是由于在运行时造成的定子叠片和被冷却的壳体之间的温度差而产生因为热膨胀造成的极高的应力。这可能导致定子叠片或者壳体上发生不允许出现的变形。因此也部分地将冷却剂管路直接集成到定子叠片中，为此要为定子叠片设置相应的凹槽，冷却剂管路插入该凹槽中。

发明内容

现在，本发明的目的在于提供一种前述类型的定子，它能够进一步改善电动机的效率。

根据本发明，该目的通过让相应的冷却剂管路的部段延伸到绕组端部的区域内得以解决。

其中，本发明从这样的构想出发，即，不仅定子叠片本身产生热量，而且连接在其上的绕丝也在绕组端部中产生热量。这些在绕组端部上发出的热量利用迄今的措施大部分都无法输送给液体，这意味着效率的损失。因此，需要设置将损耗热量有目的地从绕组端部排放到液体内。在此不应该设置额外的冷却剂管路，因为这可能意味着比较复杂的构造方式。作为代替，定子叠片的现有的冷却剂管路应该以双重利用的方式也用来冷却绕组端部。这可以通过将相应的冷却剂管路的部段延伸到绕组端部的区域内得以实现。

在有利的构造方案中，相应的冷却剂管路在此构造成冷却旋管。也就是说，冷却剂管路构造成具有多次扭转和弯曲，而不是构造成简单的差不多仅在一个方向上延伸的管路。由此增加可冷却的表面积，因为冷却剂管路在相同的面积上形成更大的总长度。因此实现定子叠片的更加均匀的冷却效果。

在另一种有利的构造方案中，其中，相应的冷却剂管路的入口和出口布置在定子叠片的同一个轴向侧面上。因此，冷却剂管路或冷却旋管布置在相反的流向上。由此也使得更均匀的冷却效果成为可能，因为冷的和已经由于来自定子叠片的热量的排放而被预热的冷却剂区域被相邻地布置。此外还通过将入口和出口布置在同一个位置上使简单的安装成为可能。

在特别有利的构造方案中，冷却片与相应的布置在绕组端部的区域内的部段连接。这样的冷却片通过绕组端部的区域内的能够促进绕组端部和冷却剂管路之间的热交换。为此，冷却片应该具有至到冷却剂管路的优化的热联接。其中，或者通过直接的接触或者也可以通过强制的对流实现向绕组端部的热传递。其中，冷却片的表面应该根据热传递法最佳地构造而成。