[发明专利]电机端匝冷却装置

说明书

技术领域

根据本发明的实施方式的一个或更多个方面涉及电机的冷却，并且更具体地涉及用于冷却电机中的端匝的系统。

背景技术

在比如永磁(PM)无刷直流电机的无刷机器和感应电机(IM)中，定子可以由叠片芯叠层和绕组组成。进而，叠片芯叠层可以包括多个轴向定向的槽，电导体穿过这些槽被放置以形成被称为绕组的结构。包含在槽内的绕组部分被称为“有源绕组”，而位于芯外部的两个端部被称为“端匝”。端匝是与有源绕组一起完成电路的元件。就其自身而言，端匝并不有助于能量转换或转矩产生，但是它们产生了与电流的平方成比例的热，并且因此与产生的扭矩的平方大致成比例。对于四极电机，每个端匝可能占机器总损耗的大约12％。

对于低性能机器而言，绕组电流密度可以小于400A/cm²。在这些情况下，在有源绕组和端匝两者中产生的热可以相对较小，并且被引导经过定子壳体和端匝的适度的空气流可以提供足够的热传递以将温度限制到安全值。在高性能机器中，电流密度可能超过1000A/cm²，并且端匝热可能被迫流入有源绕组中，从而使有源绕组温度升高，同时还导致端匝温度升高成远高于有源绕组的温度。这可能导致机器故障。

因此，需要一种用于端匝冷却的有效系统。

发明内容

根据本发明的实施方式，提供了一种冷却结构，包括：多个层，所述多个层中的第一层具有形成第一流体通路的一部分的开口，并且该结构被配置为对电机的端匝进行冷却。

在一个实施方式中，每个层是：叠片或一匝卷绕条带。

在一个实施方式中，所述多个层中的任一层具有：第一开口、第二开口和第三开口，第一开口、第二开口和第三开口具有相同的尺寸和形状并且沿着层均匀地间隔开。

在一个实施方式中，所述多个层中的任一层具有第一开口和第二开口，第一开口的形状和/或尺寸与第二开口不同。

在一个实施方式中，第一层具有第一开口，所述多个层中的第二层具有第二开口，第一开口的形状和/或尺寸与第二开口不同。

在一个实施方式中，该结构是中空筒形件，该中空筒形件具有：内筒形表面或外筒形表面、和/或环形端表面，其中，内筒形表面或外筒形表面和环形端表面中的中的任一者或者两者与端匝热接触。

在一个实施方式中，该结构被配置为对轴向间隙电机的端匝进行冷却。

在一个实施方式中，所述多个层包括卷绕条带，所述多个层中的每个层是多匝卷绕条带中的一匝卷绕条带。

在一个实施方式中，所述多个层包括第一卷绕条带和第二卷绕条带，第二卷绕条带与第一卷绕条带共卷绕，并且其中，所述多个层中的每个层是一匝第一卷绕条带或一匝第二卷绕条带。

在一个实施方式中，该结构包括上述开口，该结构还包括歧管，歧管具有与多个流体通路流体连通的歧管通道。

在一个实施方式中，该结构包括上述开口，该结构还包括导流器，该导流器被配置为将流体流引导到多个流体通道的子组或从多个流体通道的子组接收流体流。

在一个实施方式中，所述多个层包括多个交替的不同尺寸的开口。

在一个实施方式中，开口中的每个开口与另一层中的两个开口重叠。

在一个实施方式中，该结构包括开口，该结构还包括导流器，该导流器被配置为将流体流引导到多个流体通道的子组中或从多个流体通道的子组接收流体流。

在一个实施方式中，导流器是所述多个层中的一层，并且具有多个第一尺寸的开口，其中：导流器的开口中的一个开口与所述多个层中的一层的第一尺寸的开口对准并且所述多个层中的一层的另一第一尺寸的开口不与导流器的任何开口对准。

在一个实施方式中，该结构包括具有第一歧管通道的第一歧管和具有第二歧管通道的第二歧管，其中：所述多个层中的每个层具有多个开口，所述多个层中的所述多个开口形成：与第一歧管通道和第二歧管通道流体连通的多个大致成方位角的流体通路，以及与第一歧管通道和第二歧管通道流体连通的多个大致轴向的流体通路，或者与第一歧管通道和第二歧管通道流体连通的多个大致径向的流体通路，每个大致成方位角的流体通路连接：一对大致轴向的流体通路或一对大致径向的流体通路，以及连接第一歧管通道和第二歧管通道的至少一个流体路径包括至少一个大致成方位角的流体通路。