[发明专利]电机

说明书

本发明涉及一种电机(1)，其包括定子(2)、转子(3)，其中转子(3)以可转动地安装的方式设置在定子(2)之内并且具有转子轴(4)，所述转子轴构成为空心轴并且借助于所述空心轴构成空腔(5)，所述空腔设计用于容纳冷却剂，其中所述转子轴(4)在至少一个端部段(6，7)上具有至少两个凸肩(8，8’，9，9’)，其中至少三个转子轴部段，即第一转子轴部段(10，10’)、第二转子轴部段(11，11’)和第三转子轴部段(12)，由此构成有不同的直径，其中在转子轴(4)的空腔(5)中在第二转子轴部段(11，11’)的区域中设置有流动元件(13，13’)并且其中在第二转子轴部段(11，11’)的区域中在转子轴(4)的外壳中构成至少一个径向的排出开口(14，14’)，所述排出开口将转子轴(4)的空腔(5)与转子轴(4)的外部区域流体连接。

技术领域

本发明涉及一种电机，其包括定子、转子，其中转子以可转动地安装的方式设置在定子之内并且具有转子轴，所述转子轴构成为空心轴并且借助于所述空心轴构成空腔，所述空腔设计用于容纳冷却剂，其中转子轴在至少一个端部段上具有至少两个凸肩。

背景技术

电机包括固定的定子和可运动的转子，其中转子在电机的最常用的构型中以可转动地安装的方式设置在环形构成的定子之内。电机的定子具有定子芯和至少一个设置在定子芯上的定子绕组。定子绕组设置在定子芯上的为其设有的沟槽中。在定子的，更准确地说定子芯的两个端侧上，构成定子绕组的绕组头。构成为异步电机的电机的转子包括转子芯、转子笼以及转子轴。转子笼包括多个导条，所述导条嵌入转子芯的外环周上的沟槽中。导条的端部伸出转子芯的端侧并且在相应的端侧上经由各一个短路环电连接。

电机，异步电机及同步电机，由于在其运行期间的介电损耗而产生热量。主要地，在定子绕组的区域中，尤其在相应的绕组头的区域中，和/或在异步电机的情况下在电机的转子的短路环的区域中，造成强烈的放热。所述强烈的加热的结果是介电损耗因子提高——更多电能转换为热量，这一方面引起电机的效率变差并且另一方面电机在其使用寿命期间的可靠运行受到负面地影响。因此，在电机中通常设有冷却设备，所述冷却设备尤其冷却转子的和/或定子的受强烈热负荷的部位，即冷却在定子的和/或转子的端侧上的绕组头，和在异步电机的情况下冷却在转子的端侧上的短路环。

用于电机的传统的冷却装置利用循环的气态的或液态的冷却剂。冷却剂例如在电机的壳体中循环或在构成为空心轴的转子轴中循环，在所述转子轴上设置电机的转子芯。冷却剂由于其热容量而吸收热量并且将其运走。所述解决方案通常以距定子的和/或转子的受强烈热负荷的区域大的间距实现，所述受强烈热负荷的区域例如是定子的定子绕组的绕组头和/或转子的转子笼的短路环。

此外，也已知冷却设备，所述冷却设备由于冷却剂蒸发而引起电机的要冷却的表面。冷却剂在此在要冷却的表面上蒸发并且随后又被再次冷凝。通常在此冷却剂直接喷洒到定子的和/或转子的要冷却的表面上。然而，所述冷却设备设计通常不包含转子的转子轴的冷却。如果在这种设计之内实现转子轴冷却，那么需要第二冷却回路以便能够满足不同的要求。

此外，已知溢流电机，所述电机为定子的定子绕组的绕组头的和/或转子的转子笼的短路环的至少一部分提供能浸入冷却剂中的可能性。电机的旋转在此引起冷却剂在电机的壳体之内的部分的传送和雾化。然而，借助于所述冷却设备实施方案不能保证均匀的冷却。

文件DE 10 2013 020 332 A1例如描述一种电机，尤其异步电机，其具有定子、相对于定子可围绕转动轴线转动的转子，所述转子包括转子轴。转子轴具有在至少一个长度范围上轴向延伸的第一通道。所述通道构成为可由冷却剂穿流。第一通道至少部分地容纳至少一个至少在第一通道的子区域中延伸的传导元件。所述传导元件具有沿轴向方向延伸的、可由冷却剂穿流的第二通道。转子轴在其对第一通道限界的外壳面中具有至少一个用于将冷却剂从第一通道引导到转子轴的周围的排出开口。第一通道和第二通道经由传导元件的轴向的穿流开口彼此流体连接。来自转子轴的冷却剂射束经由排出开口直接冲击到转子的短路环上，经由电机的在所述文件中描述的冷却设备实现转子的冷却环的以及转子的转子轴的冷却。