用于電動(dòng)機(jī)的通用冷卻殼體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域，并且更具體地涉及一種用于電動(dòng)機(jī)的冷卻殼體，其能夠可無差別地用于氣體或者液體冷卻。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，(有相同有效長度的)電動(dòng)機(jī)功率的增加導(dǎo)致定子部件的冷卻從氣體(特別是空氣)冷卻更改為液體(特別是水)冷卻。這種變化需要對定子部件做出巨大更改，特別是在液體冷卻的入口和出口支管方面。此外，為了避免內(nèi)部液體泄漏，需要額外的密封件，并且為了增加液體流的效率(例如交替逆流(alternative counter flow)),需要修改冷卻回路。
[0003]所以，到現(xiàn)在為止，為了變更冷卻所使用的流體，所述定子部件的完全重新設(shè)計(jì)是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是通過使用相同的定子部件用于氣體或液體冷卻來克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明以用于電氣設(shè)備的殼體實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，所述殼體包括構(gòu)做成在中央部分與所述電氣設(shè)備的層疊磁性體對接的內(nèi)表面，以及在所述中央部分包括冷卻肋片的外表面，其中，所述冷卻肋片在入口支管上呈高低交替地布置，而在出口支管側(cè)呈與入口支管側(cè)相反的布置形式，并且其中，所有高冷卻肋片具有相同的高度用以支撐蓋板，所述蓋板具有從所述入口支管接收冷卻液體的入口孔，以及輸送冷卻液體到所述出口支管的出口孔，并且所述蓋板靠在所述高冷卻肋片上，以便在高與低冷卻肋片之間建立從所述入口孔到所述出口孔的液體冷卻通路。
[0006]采用這種通用構(gòu)造，對每個(gè)電動(dòng)機(jī)單元的冷卻方式的決定必須在制造過程的最后階段(客戶的系統(tǒng)組裝)作出，因此這導(dǎo)致改進(jìn)的物流和生產(chǎn)成本。
[0007]優(yōu)選地，所述蓋板由固定裝置固定到殼體，并且密封件裝配在所述蓋板與殼體之間用于隔離冷卻液體；以及所述冷卻肋片通過砂型鑄造實(shí)現(xiàn)，使得所述外表面的表面粗糙度很好地適于熱交換。有利的是，所有低冷卻肋片具有相同的高度。
[0008]本發(fā)明還涉及一種電氣設(shè)備，包括殼體，所述殼體具有位于沿所述殼體外表面的中央部分的冷卻肋片，以及布置在所述殼體內(nèi)并在所述中央部分與所述殼體的內(nèi)表面對接的層疊磁性體，其中，所述冷卻肋片在入口支管上呈高低交替地布置，而在出口支管側(cè)呈與入口支管側(cè)相反的布置形式，并且其中，所有高冷卻肋片具有相同的高度用以支撐蓋板，所述蓋板具有從所述入口支管接收冷卻液體的入口孔，以及輸送冷卻液體到所述出口支管的出口孔，并且所述蓋板靠在所述高冷卻肋片上，以便在高與低冷卻肋片之間建立從所述入口孔到所述出口孔的液體冷卻通路。
【附圖說明】
[0009]通過參照附圖對說明性而非限制性示例的詳細(xì)描述將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0010]-圖1是示意性地示出電動(dòng)機(jī)的縱向剖面圖，所述電動(dòng)機(jī)具有根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的允許液體冷卻的外部殼體，和
[0011]-圖2是示意性地示出同樣的電動(dòng)機(jī)的縱向剖面圖，所述電動(dòng)機(jī)具有根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的允許氣體冷卻的同樣的外部殼體。
【具體實(shí)施方式】
[0012]圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的電氣設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的縱向剖面視圖，所述電氣設(shè)備例如是電動(dòng)機(jī)，具有允許液體冷卻的外部殼體。
[0013]主體上，電動(dòng)機(jī)10包括可旋轉(zhuǎn)軸12，所述軸的一部分形成至少具有由定子16所包圍的磁性部分的轉(zhuǎn)子14?？尚D(zhuǎn)軸在每個(gè)端部由軸承18A、18B支撐，所述軸承例如是圖示的滾動(dòng)軸承或磁性軸承。所述定子被布置在電動(dòng)機(jī)的外部殼體20內(nèi)，并且包括由線圈16B圍繞的層疊磁性體(laminated magnetic stack) 16A并沿轉(zhuǎn)子外周布置以在其間限定環(huán)形空氣間隙。更具體地，所述層疊磁性體抵靠外部殼體20的中央部分，所述中央部分也在兩側(cè)延伸以包圍電動(dòng)機(jī)的其他部件。此外，橫向壁22A、22B在可旋轉(zhuǎn)軸的每一側(cè)上閉合外部殼體,并還形成用于軸承的內(nèi)部支撐。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，所述外部殼體20，其具有的內(nèi)表面20A在其中央部分構(gòu)做成與電動(dòng)機(jī)的層疊磁性體16A面接，在所述中央部分包括具有不恒定的冷卻肋片24的外表面20B。更具體地，所述冷卻肋片交替地具有大的高度和小的高度，所有大高度冷卻肋片具有相同的高度，并且所有小高度冷卻肋片具有相同的高度。蓋板26由固定裝置28固定到外部殼體20，所述固定裝置是諸如螺栓或螺釘，并且密封件30裝配在蓋板與外部殼體之間用于隔離液體冷卻。
[0015]通過靠在較高的冷卻肋片上，所述蓋板在大高度冷卻肋片與小高度冷卻肋片之間形成從入口孔26A (從未示出的入口支管接收冷卻液體)到出口孔26B (輸送冷卻液體到未示出的出口支管)的冷卻通路(如箭頭所示)，所述入口孔和出口都貫穿蓋板。為了建立此冷卻通路，入口支管上的交替布置的大高度和小高度冷卻肋片與出口支管上的相反地布置。
[0016]具有冷卻肋片的外部殼體優(yōu)選地通過砂型鑄造實(shí)現(xiàn)(這意味著內(nèi)部冷卻系統(tǒng)是無泄漏的，并且表面粗糙度很好地適合于熱交換)。
[0017]電動(dòng)機(jī)的操作是公知的，因而將不進(jìn)行詳細(xì)說明。通常地，在操作過程中，轉(zhuǎn)子14在定子16內(nèi)與可旋轉(zhuǎn)軸12 —起旋轉(zhuǎn)，因此環(huán)形空氣間隙保持在兩個(gè)部件之間以形成閉合磁通通路的一部分。根據(jù)公知的磁學(xué)原理，線圈中的勵(lì)磁電流產(chǎn)生磁性力以驅(qū)動(dòng)吸引轉(zhuǎn)子14朝向定子16的磁通，并由此趨向促使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生工作扭矩輸出。
[0018]冷卻在電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)期間執(zhí)行。入口支管引導(dǎo)冷卻液體流從液體入口管(未示出)經(jīng)由入口孔26A進(jìn)入所述外部殼體。此冷卻液體流圍繞電動(dòng)機(jī)循環(huán)，并通過在出口支管中的出口孔26B離開。
[0019]圖2示出電動(dòng)機(jī)的另一個(gè)實(shí)施例，具有根據(jù)本發(fā)明的允許氣體冷卻的外部殼體。
[0020]兩個(gè)電動(dòng)機(jī)的各種部件是相同的，因此不再次進(jìn)行說明。它們自然地有相同的附圖標(biāo)記。用于氣體或液體冷卻的外部殼體(入口和出口)也是相同的。唯一的區(qū)別涉及特定用于氣體和液體冷卻的支管。更具體地，液體冷卻系統(tǒng)的蓋板20在氣體冷卻系統(tǒng)中不存在，并且所述外部殼體直接地與入口和出口支管32連接。如圖所示，所述入口支管引導(dǎo)冷卻氣體流從鼓風(fēng)機(jī)(舉例說明但未示出)到外部殼體，圍繞電動(dòng)機(jī)循環(huán)并通過出口支管離開。如在液體冷卻系統(tǒng)中液體入口管與殼體之間所實(shí)現(xiàn)的，這種結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了在氣體鼓風(fēng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)殼體之間的無泄漏機(jī)械連接。
[0021]采用本發(fā)明，共用設(shè)計(jì)可用于多種功率級別的電動(dòng)機(jī)(除了冷卻裝置的兩個(gè)支管之外無需重新設(shè)計(jì)外部殼體)。這樣的通用結(jié)構(gòu)允許容易地改變冷卻介質(zhì)(空氣/水)以及因此電動(dòng)機(jī)的可達(dá)到功率。
[0022]盡管優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)被示出并描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，其中可以做出任何變化和修改而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。更具體地，如果本發(fā)明已經(jīng)通過電動(dòng)機(jī)進(jìn)行了描述，任何具有與所公開的通用殼體交接的定子疊片的其他電氣設(shè)備(包括發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)等)是可以想到的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于電氣設(shè)備的殼體(20),所述殼體包括構(gòu)做成在中央部分與所述電氣設(shè)備的層疊磁性體(16A)對接的內(nèi)表面(20A)，以及在所述中央部分包括冷卻肋片(24)的外表面(20B)，其中，所述冷卻肋片在入口支管側(cè)呈高低交替地布置，而在出口支管側(cè)呈與入口支管側(cè)相反的布置形式，并且其中，所有高冷卻肋片具有相同的高度用以支撐蓋板(26)，所述蓋板具有從所述入口支管接收冷卻液體的入口孔(26A)，以及輸送冷卻液體到所述出口支管的出口孔(26B)，并且所述蓋板靠在所述高冷卻肋片上，以便在高與低冷卻肋片之間建立從所述入口孔到所述出口孔的液體冷卻通路。
2.如權(quán)利要求1所述的殼體，其中，所述蓋板由固定裝置(28)固定到殼體，并且密封件(30)裝配在所述蓋板與殼體之間用于隔離冷卻液體。
3.如權(quán)利要求2所述的殼體，其中，所述冷卻肋片通過砂型鑄造實(shí)現(xiàn)，使得所述外表面的表面粗糙度很好地適于熱交換。
4.權(quán)利要求2或3所述的殼體，其中，所有低冷卻肋片具有相同的高度。
5.—種電氣設(shè)備,包括殼體(20),所述殼體具有位于沿所述殼體外表面(20B)的中央部分的冷卻肋片(24)，以及布置在所述殼體內(nèi)并在所述中央部分與所述殼體的內(nèi)表面(20A)對接的層疊磁性體(16A)，其中，所述冷卻肋片在入口支管側(cè)呈高低交替地布置，而在出口支管側(cè)呈與入口支管側(cè)相反的布置形式，并且其中，所有高冷卻肋片具有相同的高度用以支撐蓋板(26)，所述蓋板具有從所述入口支管接收冷卻液體的入口孔(26A)，以及輸送冷卻液體到所述出口支管的出口孔(26B)，并且所述蓋板靠在所述高冷卻肋片上，以便在高與低冷卻肋片之間建立從所述入口孔到所述出口孔的液體冷卻通路。
6.如權(quán)利要求5所述的電氣設(shè)備，其中，所述蓋板由固定裝置(28)固定到殼體，并且密封件(30)裝配在所述蓋板與殼體之間用于隔離冷卻液體。
7.如權(quán)利要求6的所述電氣設(shè)備，其中，所述冷卻肋片通過砂型鑄造實(shí)現(xiàn)，使得所述外表面的表面粗糙度很好地適于熱交換。
8.如權(quán)利要求6或7所述的電氣設(shè)備，其中，所有低冷卻肋片具有相同的高度。
9.如權(quán)利要求5所述的電氣設(shè)備，其中，包括以下設(shè)備之一:電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、起動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電氣設(shè)備，包括殼體(20)，所述殼體具有位于沿所述殼體外表面(20B)的中央部分的冷卻肋片(24)，以及布置在所述殼體內(nèi)并在所述中央部分與所述殼體的內(nèi)表面(20A)對接的層疊磁性體(16A)，其中，所述冷卻肋片在入口支管側(cè)呈高低交替地布置，而在出口支管側(cè)呈與入口支管側(cè)相反的布置形式，并且其中，所有高冷卻肋片具有相同的高度用以支撐蓋板(26)，所述蓋板具有從所述入口支管接收冷卻液體的入口孔(26A)，以及輸送冷卻液體到所述出口支管的出口孔(26B)，并且所述蓋板靠在所述高冷卻肋片上，以便在高與低冷卻肋片之間建立從所述入口孔到所述出口孔的液體冷卻通路。
【IPC分類】H02K5-20, H02K5-18
【公開號】CN104682612
【申請?zhí)枴緾N201410697549
【發(fā)明人】N.索利爾, S.拉方, S.費(fèi)拉里, A.莫雷奧德
【申請人】Skf磁性機(jī)械技術(shù)公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2014年11月27日
【公告號】CA2871364A1, EP2879278A1, US20150145356