[发明专利]具有绕组头经陶瓷环到定子支撑结构的热耦联的电机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机，

其中，所述电机具有转子和定子板叠，

其中，转子布置在转子轴上，转子轴支承在轴承中，从而使得转子和转子轴能够围绕旋转轴线旋转，

其中，电机具有绕组系统，在旋转轴线的方向上看，该绕组系统经由中间部段从第一绕组头延伸至第二绕组头，

其中，所述绕组系统的中间部段是绕组系统的、布置在定子板叠内的部段，

其中，第一绕组头是绕组系统的、在旋转轴线的方向上看在定子板叠的轴向端部处、超过定子板叠向外伸出的部段，并且第二绕组头是绕组系统的、在旋转轴线的方向上看在定子板叠的另外的轴向端部处、超过定子板叠向外伸出的部段，

其中，定子板叠在其背离转子的侧面上与支撑结构接触，

其中，支撑结构在旋转轴线的方向上看不仅覆盖定子板叠，而且还覆盖这些绕组头。

背景技术

在电机中，在运行时通常不仅在定子中而且在转子中也产生损耗。定子损耗通常由绕组损耗和交变磁化损耗组成。绕组损耗在绕组中通过绕组的欧姆电阻产生。交变磁化损耗在定子板叠中通过持续的交变磁化产生。在转子中，同样也在转子的叠片中出现交变磁化损耗。根据机器类型，还有可能在永磁体中出现涡流损耗，或者在转子架或转子绕组中出现电流损耗。

在定子绕组中，尤其是绕组头中的损耗是一个局限性的因素，因为绕组头可能由于在定子板叠处的较差的连接而比嵌入定子板叠的、绕组的中心部分更差地冷却。尤其是在高度利用的电机中，正如在电动车中常见的那样，这些损耗必须尽可能高效地并且迅速地被输送走和冷却掉。此外，在绕组头中必须确保在绕组的不同阶段和位置之间的电绝缘。

在现有技术中，定子板叠连同定子绕组一起经常通过水冷来冷却。为了这个目的，在常见的内转子中，在径向外部包围定子板叠的壳体中设置有冷却通道，其接入冷却回路。绕组通常利用树脂进行浸泡和/或滴入。然而，浸泡树脂仅仅具有非常弱的导热能力。为了绕组头的更好的导热连接，这些绕组头被部分地浇注，从而改善到壳体外罩的和因此到流体冷却回路的热排导。然而，使用的浇注材料(通常是树脂)仅仅具有几W/mK的导热能力。因此，绕组头在这种构造方式中也构成电机中的热点。为了将这些阶段和位置相互分隔开，通常使用绝缘纸。

发明内容

本发明的目的在于，实现特别对绕组头的更好的冷却的可行性。

该目的通过一种本发明的电机来实现。

根据本发明，开头所述类型的电机通过以下方式构造，

在绕组头的区域内，分别布置有由陶瓷材料构成的导热装置，

相应的导热装置具有至少一个基本环，该基本环布置在相应的绕组头与支撑结构之间，并且

相应的基本环在压力下不仅贴靠在支撑结构处，还贴靠在相应的绕组头处。

陶瓷材料可以具有比较高的导热能力。其值可以直至300W/mK。由此已经改进了来自绕组头的热排导。此外，相应的绕组头处的导热装置与支撑结构挤压得越紧，热过渡就越好。由于以下情况，即相应的基本环在压力下不仅贴靠在支撑结构处而且还贴靠在相应的绕组头处(也就是夹在在相应的绕组头和支撑结构之间的中间空间内)，所以此外附加地改善了从相应的绕组头到相应的导热装置的、以及从那里到支撑结构的热传递。

在电机的一种优选的构造方案中，基本环被划分成区段，该区段在围绕旋转轴线的切向方向上看分别仅仅覆盖整个圆的一部分。通过这种区段化的方式，通常能够更轻松地将基本环的各个区段导入相应的绕组头和支撑结构之间的中间空间内。就大小而言，这种区段化可以视需求而定。例如，这些区段可以覆盖180°、120°、90°、72°、60°或45°。也能够划分更多的区段并且由此每个区段覆盖更小的角度。此外，围绕旋转轴线地看，通常所有的区段覆盖相同的角度。但是，在个别情况下也有可能的是，当并非所有的区段都覆盖相同的角度。

在另一个优选的构造方案中，导热装置分别具有附加环，该附加环布置在绕组头的朝向转子的侧面上，并且在径向上有压力的情况下贴靠在相应的绕组头处。通过这种构造方式尤其可以将作用于基本环上的有效压力最大化。此外还可以增大相应的导热装置贴靠在相应的绕组头处的面积。

与基本环类似地，在电机的一种优选的构造方案中，附加环也被划分成多个区段，该区段在围绕旋转轴线的切向方向上看分别仅仅覆盖整个圆的一部分。通过这样区段化，通常更容易将附加环的各个区段导入相应的绕组头和转子或转子轴之间的中间空间内。就大小而言，这种区段化可以视需求而定。上述用于划分基本环的实施方式可以类似地应用。