[发明专利]用于冷却电机的系统

说明书

本发明涉及一种用于冷却电机的系统，该电机具有两个部件，其中这两个部件中的一个被设计为转子(6)且另一个被设计为定子(8)，其中这两个部件同轴地包围电机的中心轴线，其中转子(6)在电机的运行中相对于定子(8)转动，其中至少一个部件被轴向取向的至少一个通道(10)贯穿，其中在所述至少一个通道(10)的第一端部设有风机(14)，其中在所述至少一个通道(10)的第二端部设有涡轮机(16)，其中所述风机(14)被设计用于，使空气从第一端部通过轴向取向的所述至少一个通道(10)流动至第二端部，其中涡轮机(16)被设计用于，将流动的空气的动能转化为被设计为转子(6)的部件的旋转能。

技术领域

本发明涉及一种用于冷却电机的系统、一种电机和一种用于冷却电机的方法。

背景技术

电机的定子的冷却通常通过在电机壳体上的冷却套进行。此外或者通过循环空气冷却，或者通过所谓的内冷却(例如空心轴冷却或喷枪冷却)来从转子中排出热量，这尤其是对于转子关键性的电机，例如异步电机和电流激励的同步电机而言非常重要。一种用于实现循环空气冷却的方案包括风机，该风机布置在轴向的端板处且促进在转子的热的轴向端部与电机壳体的较冷的部件之间的空气交换。另一种方案是通过安装在轴向的端侧的风机轴向地输送循环空气。

所述的这两种关于循环空气冷却的方案造成在流动空气内部的大的液压损失，这间接地导致了电机效率的降低。转子的利用水或油的内冷却也是如此。在液体冷却的空心轴中除了液压损失外还会由于使用滑环密封件或径向轴密封件而出现明显的功率损耗。此外通过转子内冷却，虽然向液体较好地传递热量，但会在与产生热量的位置相距较远的位置处形成冷却。由此导致较长的热传导路径，这造成转子的活动部件中的温度非常高。

由公开文本DE 10 2010 017 222 A1公开了一种具有电机的电驱动系统。在此在电机的壳体的端侧上设有通风系统，利用该通风系统能够排出电机的废热。

公开文本DE 10 2011 053 787 A1描述了一种用于产生流体流动的螺旋桨式系统，该螺旋桨式系统具有带有转子和定子的驱动设备。

公开文本EP 2 030 308 B1公开了一种利用气态的冷却介质在具有外部驱动的风机的管状涡轮发电机中冷却管状涡轮发电机的定子和转子的方法。

发明内容

基于此背景，本发明的任务是，有效冷却电机。

该任务通过具有独立权利要求特征的系统、电机和方法实现。系统、电机和方法的实施方式由从属权利要求得出。

根据本发明的系统被设计用于冷却电机，该电机具有转子和定子形式的两个轴向对称的部件，其中这两个部件同轴地包围电机的中心轴线，其中转子在电机的运行中相对于定子转动。这两个部件中的至少一个部件被至少一个轴向取向的或平行于中心轴线和/或沿中心轴线取向的通道贯穿。该系统具有至少一个风机和至少一个涡轮机，其中所述至少一个风机设置在至少一个通道的第一端部。所述至少一个涡轮机设置在至少一个通道的第二端部。所述至少一个风机被设计用于使空气从第一端部通过所述至少一个轴向取向的通道流动至第二端部。所述至少一个涡轮机被设计用于将流动的空气的动能转化为被设计为转子的部件的旋转能。

在电机中在实施方案中被设计为转子的内部部件包围中心的轴向的轴，其中该作为内部部件的转子又被作为外部部件的定子轴向包围。在此该内部部件例如被作为流动通道和/或冷却通道的所述至少一个轴向取向的通道贯穿。

在实施方案中，至少所述转子或仅所述转子被所述至少一个轴向取向的通道贯穿。通常设有多个轴向取向的通道。

该系统通常被设计用于电机，在该电机中转子作为轴向的内部部件被作为轴向的外部部件的定子包围。在此情况下，转子作为内部部件也轴向地包围中心轴，其中转子与中心轴通常直接连接，其中中心轴和转子在电机的运行中相对于定子围绕中心轴线转动。通常转子作为内部部件与中心轴彼此紧固，其中中心轴居中地贯穿转子。此外所述至少一个涡轮机与转子机械连接或耦合。