电机的冷却的制作方法

专利名称：电机的冷却的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动回转和/或发电系统。
背景技术：
有些动力系统可将机械能转化为电能和/或将电能转化为机械能。例如，发电系 统可包括一原动机和一电机，该电机通过将机械能转化为电力而进行发电。同样地，电动回 转系统可包括一偶联到电机上的机械载荷，电机可将电力转化为机械运动。在某些系统中， 可运转电机来发电，并将电力转化为机械运动。就像电机的机械部件作运动那样，机械领域 和电领域之间的能量转化会产生热量。

发明内容
—种电机包括一定子。冷却流体通过基本上横向穿过定子一端或两端的定子外 部的容积连通，和/或冷却流体通过沿轴向方向朝向定子一端或两端的定子内部的容积连 通。 在某些方面，电机包括定子和设置在电机外壳内的转子。该定子包括多个绕组，这 些绕组在定子第一端处有第一组的端匝，并在定子相对的第二端处有第二组的端匝。定子 具有基本上管形的形状和内部侧向表面。转子延伸通过定子内部。通向围绕第一端匝的外
壳中容积的流动入口位于定子内部侧向表面的径向外面。从围绕第一端匝的外壳中容积引 出的流动出口位于内部侧向表面的径向外面。入口和出口协配地布置成连通基本上横向穿 过定子第一端的流体流动。 在某些方面，电机包括基本上圆柱形的定子和设置在电机外壳内的转子。该定子 包括多个绕组，这些绕组在定子第一端处有第一组的端匝，并在定子相对的第二端处有第 二组的端匝。转子纵向地延伸通过定子内部。多个第一入口位于围绕定子外部成方位角分 布的各个位置处。第一入口引导流动穿过轴向地划分定子内芯的间隙而流到形成在定子和 转子之间的气隙。该气隙延伸通过定子内部，从定子外部围绕第一端匝的外壳中容积延伸 到定子外部围绕第二端匝的外壳中容积。 在某些方面，在电机的外壳中，冷却流体被接纳到围绕设置在外壳内的定子第一 端的容积内。该定子包括多个绕组，这些绕组在定子第一端处有第一组的端匝，并在定子相 对的第二端处有第二组的端匝。定子具有基本上管形的形状和内部侧向表面，流动从内部 侧向表面的径向外面被接纳在容积内。冷却流体的流动基本上横向穿过定子第一端连通。 从内部侧向表面的径向外面来从容积收集冷却流体。
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实施例可包括以下一个或多个特征。流动出口可以是第一流动出口，流动入口可 以是第一流动入口，容积可以是第一容积，流动可以是第一流动。电机可包括通向围绕第二 端匝的第二容积的第二流动入口。第二流动入口可位于内部侧向表面的径向外面。电机可 包括从第二容积引出的第二流动出口。第二流动出口可位于内部侧向表面的径向外面。第 二入口和第二出口可协配地布置成连通基本上横向穿过定子第二端的第二流体流动。第一 流动入口和第二流动入口可与单个冷却流体源流体连通。外壳内的隔板可形成围绕第一端 匝的容积，流动出口可实施为穿过该隔板的一个或多个端口。电机可包括第二流动入口，其 引导第二流动穿过轴向地划分定子内芯的集管，使其流到形成在定子内部侧向表面和转子 外部侧向表面之间的气隙。第二流动入口可以是围绕定子的在不同方位位置处的多个流动 入口。第一流动入口和第二流动入口可与单个冷却流体源流体连通。第一流动入口可与第 一冷却流体源流体地连通，而第二流动入口可与第二冷却流体源流体地连通。第二流动入 口可将流动引导到气隙的轴向中心处。该气隙可沿轴向方向延伸到围绕第一端匝的容积。 围绕定子外部的一个或多个冷却外套可围绕定子周界地循环液体冷却流体以冷却该定子。 一个或多个液体冷却外套可形成多个蜿蜒的流动路径，其中，每个蜿蜒的流动路径围绕定 子的不同轴向部分循环液体冷却流体以冷却定子的该轴向部分。液体冷却外套可与外壳分 开还可与定子分开。第一入口和第一出口可协配地布置成在流体位于围绕第一端匝的定 子外面的容积内时，横穿定子第一端的外直径排出冷却流体。 —个或多个实施例的细节将在下面附图和描述中予以阐述。从描述和附图中以及 权利要求书中将会明白到其它的特征。


图1A是一示例的电机和冷却系统的剖视图。 图IB是沿图1A的线A-A截取的剖视图。 图2A是一示例的电机和冷却系统的剖视图。 图2B是沿图2A的线B-B截取的剖视图。 图3是一显示示例的电机冷却过程的流程图。 不同附图中相同的附图标号表示相同的元件。
具体实施例方式
图1和2示出包括一冷却系统的电机的两个示例实施例。图1A是一示例的电机 100的剖视图。图1B是沿图1A的线A-A截取的电机100的侧视剖视图。图2A是另一示例 的电机200的剖视图。图2B是沿图2A的线B-B截取的电机200的侧视剖视图。
示例的电机100(下文中互换地称作"机器")包括一延伸通过基本上圆柱形定子 30内部的转子400，该定子位于外壳20内。定子30包括多个围绕定子30的层叠铁磁性内 芯巻绕的导电绕组32。绕组32沿轴向方向在定子30的两个相对端之间延伸。在定子30 的两端，绕组32形成多个端匝34。转子40包括永久磁体并可在定子30内转动。转子40 的外直径和定子30的内直径形成一介于定子30和转子40之间的气隙60。转子40由轴 承45支承。轴承的某些实例包括磁性轴承、磁性混合轴承、滚子轴承、动态轴承、轴颈轴承 和其它类型的轴承。转子40可由多种轴承的任何组合或由单个类型的轴承支承。
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电机100可按一电动机或一发电机进行操作。在发电机模式中，转子40相对于定 子30的转动在绕组32两端产生一电动势，由此在绕组32两端诱发出电压，如果作为一外 部系统(未示出)的一部分的电路在绕组32两端闭合，则诱发的电压使电流流动。然后诱 发的电流可用来输出电力，例如，输出到外部系统。在电动机模式中，电流通过定子绕组，流 过绕组32的电流产生的磁场与转子40和定子30的磁场相互作用。该相互作用可致使转 子40转动。转子40的转动例如通过机器100驱动端的轴172输送机械动力。转子40的 转动例如也可通过机器IOO非驱动端的轴170向流体压縮机提供动力。在某些实施例中， 电机以各种速度运转，包括每分钟大于3， 600转的转速。 在运行过程中，无论是电动机还是发电机，电机100中的各个部件会产生热量。例 如，绕组32是由导电材料制成。实例的导电材料包括铜、铝、银、金等。由于导体材料固有 的电阻，在运行过程中流过导电材料的电流就产生热量。电机100的其它部件在运行过程 中也会产生热量。例如，运动零件之间的摩擦和其它导电部件中的电阻也会产生热量。
电机100包括一冷却系统来冷却电机100各种部件。该冷却系统包括两个冷却流 体源130a和130b，它们与多个冷却流体导管180流体地连通。每个导管180从流体源130a 或130b中接受冷却流体并将流体连通到外壳20内的机器100的某一区域。所示流体源 130是电动机驱动的风扇。在外壳20内，冷却流体在相邻于机器100的一个或多个部件流 动时，通过热传导从上述一个或多个部件中接受热能。然后冷却流体流出外壳20，从上述一 个或多个部件中带走传递的热能，由此冷却了机器100。从流体源130a流出的冷却流体在 定子30的轴向中心处被引向机器100的中间堆叠(midstack)。当从流体源130a流出的冷 却流体沿着气隙60从定子30的轴向中心朝向定子两端流动时，冷却流体就冷却定子。从 流体源130b流出的冷却流体被引导到机器的驱动和非驱动端的外面以冷却端匝34。
如图1A所示，冷却流体入口 182a引导冷却流体从导管180a流入围绕机器100非 驱动端内的端匝34a的容积内，而冷却流体入口 182b引导冷却流体从导管180b流入围绕 机器100驱动端内的端匝34b的容积内。围绕端匝34a和34b的每个容积通过隔板160和 162形成在外壳20内。两个隔板160a和162a形成围绕定子30非驱动端的容积，而隔板 160b和162b形成围绕定子30驱动端的容积。隔板160和162实施为带有多个端口和开口 的隔壁，端口和开口允许部件和/或流体流动延伸穿过隔板160和162。所示机器100做成 没有引导流动通过围绕定子30各端的容积的折流板或围板。然而，在某些实施例中，可包 括如此的折流板或围板。出口 184a和184b构造成分别收集从围绕端匝34a和34b的容积 中流出的冷却流体。冷却流体从两个出口 184a和184b引入到一个通向公用排出导管230 的排出集管内并流出机器100。沿着气隙60流动的冷却流体还通过在定子30内部侧向表 面径向内部的气隙60进入围绕各个端匝的容积。从气隙60流出的冷却流体还从公用排出 导管230(图示在图1B中)流出机器100。 流体入口 182和流体出口 184都设置在定子30内部侧向表面的径向外面。入口 182a和出口 184a之间的压差可产生基本上横向穿过定子非驱动端外部的冷却流体的流 动。例如，入口 182a和出口 184a之间的流体流动可用作专用于冷却端匝34a的冷却流动。 同样地，入口 182b和出口 184b之间的流体流动可用作专用于冷却端匝34b的冷却流动。入 口 182a和出口 184a可横穿定子30非驱动端的外直径将冷却流体排出定子30之外，从而 冷却端匪34a。同样地，入口 182b和出口 184b可横穿定子30驱动端的外直径将冷却流体排出定子30之外，从而冷却端匝34b。 如图IB所示，冷却流体入口 182c引导冷却流体从导管180c流入机器100中间堆 叠中的容积内，而冷却流体入口 182d引导冷却流体从导管180g流入机器100中间堆叠中 的容积内。入口 182c和182d从围绕定子的两个不同方位角位置引导冷却流体。具体来说， 入口 182c和182d横穿靠近机器IOO轴向中心的截面直径向地相对布置。 一折流板190围 绕定子30外部周向地引导从入口 182c和182d流出的冷却流体。在周向地循环之后，冷却 流体穿过折流板190内的开口或端口径向向内地流入围绕定子30外表面周向地形成的环 形集管80。定子30包括多个基本上径向的开口或孔口 70，其提供环形集管80和气隙60 之间的连通。环形集管80实施为一中间堆叠的间隙，该间隙是定子30的轴向中心处，或在 某些实施例中或为靠近中心处的冷却外套210和定子内芯内的一种间隙。气隙60提供孔 口 70和围绕定子30的第一和第二端的容积之间的连通。例如，流体可沿着气隙60轴向地 流出定子30的驱动端并通过出口 184b，而流体可沿着气隙60轴向地流出定子30的非驱动 端并通过出口 184a。 如图1A所示，电机100的冷却系统还包括多个液体冷却外套210。液体冷却外套 210围绕定子30的外周延伸。冷却外套210构造成围绕定子30沿蜿蜒形流动路径循环液 体冷却流体以冷却定子30。冷却液体的蜿蜒流动是周向和轴向的。这就是说，冷却流体的 蜿蜒流动总体上是周向的并包括若干轴向的横越。替代地或添加地，在机器100中也可实 施为其它的流动路径几何形。液体冷却外套210形成多个单独的周向流动路径212。每个 周向流动路径212可围绕定子30的不同轴向部分循环液体冷却流体以冷却定子30的轴向 部分。液体冷却外套210是闭合环路冷却系统的一部分，其中，随着流体从定子30中吸收 热量并将热量传送到外壳20外面的冷却源，液体冷却流体被循环地加热和冷却。在某些实 施例中，液体冷却外套210可与外壳20分离还可与定子30分离。例如，液体冷却外套210 可从电机100中移去以便与机器100分开地进行修理或修改。 在机器IOO运行的一个方面，冷却流体从流体源130a流入导管180a和180b。流体 分别通过流动入口 182a和182b流出导管180a和180b。冷却流体横穿定子的相应端部从 流动入口 182a和182b流出，从而冷却相应的端匝34。在端匝34冷却之后，冷却流体流过 相应的出口 184a和184b流入排出集管并流出到外壳20之外。冷却流体还从流体源130b 流入导管180c和180d。流体从导管180c和180d分别流过流动入口 182c和182d。冷却 流体从流动入口 182c和182d周向地流过围绕定子30轴向中心外面的外壳内的某一区域。 然后，冷却流体基本上径向地向内流向转子40，流过集管80，流过孔口 70，而流入气隙60 内。冷却流体然后沿气隙60轴向地流动。 一部分流体流向机器100的驱动端，汇合横穿端 匝34b的冷却流体流并通过出口 184b流入排出集管。另一部分流体流向机器100的非驱 动端，汇合横穿端匝34a的冷却流体流并通过出口 184a流入排出集管。
如图2A和2B所示的电机200包括冷却系统的替代的实施例。机器200包括单个 冷却流体源130，其将冷却流体引入集管250内。集管250将冷却流体分配到机器200的各 个部分中。集管250通过导管180g将冷却流体引到机器200的中间堆叠。集管250分别 通过导管180f和180e将冷却流体引导到机器200的驱动端和非驱动端。电机200包括一 液体冷却外套210，其仅具有两个周向的流动路径212。 在机器200运行的一个方面中，转子40转动并驱动流体源130的压縮机部件。冷
8却流体从流体源130流入集管250。冷却分布在集管250中的导管180e、180f和180g。冷 却流体分别通过相应的流动入口 182e、182f和182g流出诸导管。冷却流体横穿定子的相 应端部从流动入口 182e和182f流出，从而冷却相应的端匝34。在端匝34冷却之后，冷却 流体流过相应的出口 184流入排出集管并流出外壳20之外。冷却流体从流动入口 182g周 向地流过围绕定子30轴向中心外部的外壳内的某一区域。然后，冷却流体基本上径向向内 地朝向转子40流动，流过集管80，流过孔口 70，并流入气隙60内。冷却流体然后沿着气隙 60轴向地流动。 一部分流体流向机器200的驱动端和非驱动端中的每一个，汇合横穿端匝 34的冷却流体的流动，并通过出口 184流入排出集管。 所示的电机100和200仅是示例的实施例。因此，电机的其它实施方案将会包括 附加的和/或不同于所示实例的特征，电机的某些实施方案会省略所示实例的某些特征。
在图1A中，导电绕组32纳入在定子30内。然而，在某些实施例中，绕组32被包 括在转子40内而不是定子30内。在图1A中，轴170和172与转子40形成一体。然而，轴 170和172可以是单独的元件，直接地或间接地附连到转子40而不是与转子40成为一体。 在图1A中，隔板160和162形成围绕定子30各端的一个容积。然而，机器100可实施为没 有一个或多个隔板160和162。在某些实施例中，围绕定子30各端的容积由外壳20和/或 机器的其它部件形成。在某些实施例中，围绕定子30各端的容积不是由结构形成，相反是 由气帘形成，由外壳内部两端的压差形成，或由入口 182和出口 184的相对定向形成。
在图1A中，入口 182轴向地位于定子30的各端，基本上垂直于由转子40形成的 主纵向轴线引导流体。在某些实施例中，入口 182轴向地定位在定子内部侧向表面的径向 外面，并超过定子30的端部。这就是说，在某些实施例中，流动入口或流动入口定位在定子 径向外面并轴向地偏移超过定子的一端部。例如，入口 182可定位在超过定子30的驱动端 处并在定子内部侧向表面的径向外面。在某些实施例中，入口 182与由转子40形成的主纵 向轴线成某一角度地引导流体。例如，入口 182b可以朝向或远离定子30轴向中心以某一 角度引导流体。在图1A中，入口 182a和182b处于相同的方位角。这就是说，入口 182a和 182b横穿定子(即，从纸面的顶部起)以相同的径向方向引导流体。然而，在某些实施例 中，入口 182a和182b中的一个或两个偏移成不同的方位角。例如，在某些实施例中，入口 182a和182b可将流动引入纸面，或引出纸面，或从纸面的底部引出。 在图1B中，两个流动入口 182c和182d在定子30的轴向中心处在直径向上相对。 然而，在某些实施例中，一个入口 182或两个以上入口 182(例如，三个、四个、五个或更多 个)可用来将流动引入气隙60内。此外，入口 182可以在任何的方位定向上，或围绕定子 30的一组方位定向上，入口 182可以是相对于定子30的任何轴向位置。例如，将流动引入 气隙60内的入口 182可以分布在隔板162之间的四个不同的方位定向上。
图2A和2B所示的集管250或类似结构也可用来分布系统100内的流体。例如， 流体源130a和130b可与形成功能上类似于导管180a、180b、180c和180d的导管的集管流 体地连通。此外，系统200可实施为没有集管250。例如，每个导管180e、180f和180g可由 单独的管子或导管形成而与集管250无关。 在所示实施例中，冷却源130是电动机驱动的风扇。然而，冷却源可以是提供加压 冷却流体源的任何流体流动发生器。在某些实施例中，冷却源130是由轴170转动而驱动 的压縮机。冷却流体的实例包括空气、氢气、蒸气、氮气、甲烷以及上述流体和/或其它流体的任何组合。在某些情形中，进行冷却流体的循环原因不是冷却机器的一个或多个方面。 例如，在某些情形中，冷却流体可用来加热机器的一个或多个部件。流体流动发生器的实例 包括推进器、风扇、鼓风机等。流体流动发生器可包括离心式压縮机或任何其它类型的压縮 机，其不与轴170联接而是独立地由外部系统提供动力。此外，流体流动可冷却这里尚未明 确列出的电机的各种部件和/或零件。例如，冷却流体可冷却转子40、定子30、轴承45、外 壳20以及未列出的其它部件的各种部件。 在某些实施例中，冷却流体的流动是反过来的。例如，冷却流体可从排出集管通过 出口 184流入围绕定子端部的容积内。在此实例中，冷却流体从围绕定子端部的容积通过 入口 182流入导管180a、180b并通过气隙60流向导管180c、180d。在某些实施例中，可增 加附加的冷却流体的导向来引导流体或使流体转向。例如，在系统200中，折流板190引导 流体朝向定子30的侧面。 图示的液体冷却外套210具有四个周向的流动路径212，但一个或多个液体冷却 外套210也可实现为具有任何数量的周向流动路径212。例如，液体冷却外套210可包括 少于或多于四个流动路径212。液体冷却外套210可实施为一个敞开或闭合回路的冷却系 统。液体冷却外套210可循环诸如水之类的液体冷却流体、氮气和/或其它流体。
在某些应用中，可改变冷却系统以提供改进的和/或优化的流动，和/或提高冷却 效率。某些部件可添加到离心式压縮机的进气口上，例如，入口导向装置或折流板，它们可 手工地或自动地进行调整或更换。在某些实施例中，还可添加有些部件来调整离心式推进 器的输出的流动路径，包括可调的折流板或节流阀。在某些实施例中，入口空气温度、成分 (例如气体混合物)，或入口压力可调整，以调整气体流动和/或传热特征。
在某些实施例中，传感器可检测出温度信息，例如，使用RTD(电阻温度探测器)、 热电偶或光学检测装置，它们在各种部位处进行监测，例如，在转子、定子，或入口和出口 处，以确定入口-出口温差，作为对控制器的输入，控制器诸如PLC(可编程逻辑控制器)或 嵌入式的处理器装置。例如，通过诸如LAN或互联网之类的网络，控制器可提供状态指示或 信息，与其它装置的通信，或发出控制指令来控制调整机构，例如，如上所述的能够调整流 动的那些机构。控制器可以是反馈控制系统的一部分，用来调节一个或多个参数，例如所监 视的温度参数。 图3是显示一冷却电机的示例过程300的流程图。该过程300可用来冷却如图1 和2所示的示例机器100和200中的任一个。更一般地说，该过程300可在发电、电动回转 或其它运行模式之前、之中或之后用来冷却电机。在某些实施例中，该过程300包括或多或 少或不同的操作，顺序可以相同或不同。 在方框302a，从第一流动入口接受冷却流体而流入围绕定子第一端的对应容积 内。在方框302b，从第二流动入口接受冷却流体而使其流入围绕定子第二端的对应容积内。 第一流动入口和/或第二流动入口位于定子内表面的径向外面。第一和第二流动入口可与 同一冷却流体源或两个不同的冷却流体源流体地连通。 在方框304a，冷却流体基本上横向穿过定子第一端连通。在方框304b，冷却流体 基本上横向穿过定子第二端连通。在定子的第一端和/或定子的第二端，基本上横向的流 动横穿定子的外部横向尺寸而不进入定子。例如，基本上横向的流动可横穿定子从定子顶 部流入定子底部，或基本上横向的流动可横穿定子从定子左边流入定子右边，或以任何其它角度流动。冷却流体的基本上横向的流动可以是基本上非轴向的流动，基本上平行于定 子轴向横截面直径地撞击定子的轴向横截面。在某些实施例中，基本上横向的流动具有一 轴向的流动分量。当基本上横向的流动撞击定子的外周缘和/或转子的外周缘时，引导流 体的流动围绕定子和/或转子的周界，冷却定子和/或转子。基本上横向的流动可用作为 一冷却机构来冷却端匝。在某些实施例中，冷却流体基本上横向穿过定子的第一和第二端 同时连通。在其它实施例中，只有定子的驱动端或非驱动端受到基本上横向的流动的冷却。
在方框306，从第三流动入口接受冷却流体而流入定子和转子之间的气隙内。第三 流动入口可与和第一和/或第二流动入口相同的或不同的冷却流体源流体地连通。在某些 实施例中，第三流动入口包括多个流动入口，它们围绕定子的轴向中心分布在不同的方位 位置。从第三流动入口流出的冷却流体通过轴向地划分定子内芯的集管连通到气隙内。
在方框308，冷却流体沿气隙轴向地连通到围绕定子第一和/或第二端的容积内。 在某些实施例中，冷却流体沿着气隙沿第三流动入口的两侧上的两个轴向方向同时连通。 例如，如果第三流动入口位于定子轴向中心附近，则冷却流体可同时地沿气隙朝向电机的 驱动端和非驱动端从定子中心流出。在此情形中，冷却流体连通到围绕定子第一端的容积 和围绕定子第二端的容积内。在其它情形中，冷却流体沿气隙轴向地连通到仅定子的一端， 例如，连通到定子驱动端或非驱动端。 在方框310a，通过第一流动出口从围绕定子第一端的容积内收集冷却流体。在方 框310b，通过第二流动出口从围绕定子第二端的容积内收集冷却流体。第一流动出口和/ 或第二流动出口位于定子内部表面的径向外面。在某些实施例中，通过第一流动出口收集 的冷却流体包括从第一和第三流动入口流出的冷却流体。在某些实施例中，通过第二流动 出口收集的冷却流体包括从第二和第三流动入口流出的冷却流体。从第一和第二流动出 口 ，冷却流体通过一个或多个排出集管连通到机器外面。 在某些实施例中，第一流动出口和第一流动入口协配地布置成连通基本上横向穿 过定子第一端的流动，和/或第二流动出口和第二流动入口协配地布置成连通基本上横向 穿过定子第二端的流动。在某些实施例中，第一流动出口和第一流动入口布置成当流体在 围绕端匝的定子外面的容积内时，横穿定子第一端的外直径排出冷却流体，和/或第二流 动出口和第二流动入口布置成当流体在围绕端匝的定子外面的容积内时，横穿定子第二 端的外直径排出冷却流体。 在此描述了多个实施例。然而，应该理解到可以作出各种修改。因此，其它的实施 例都在附后权利要求书的范围之内。
权利要求
一种电机，所述电机包括设置在所述电机外壳内的定子，所述定子包括多个绕组，所述绕组在所述定子的第一端处有第一组的端匝，并在所述定子相对的第二端处有第二组的端匝，所述定子具有基本上管形的形状和内部侧向表面；延伸穿过所述定子内部的转子；通向围绕所述第一端匝的所述外壳中的容积的流动入口，所述流动入口位于所述内部侧向表面的径向外面；以及从围绕所述第一端匝的所述外壳中的所述容积引出的流动出口，所述流动出口位于所述内部侧向表面的径向外面，所述入口和所述出口协配地布置成连通基本上横向穿过所述定子的所述第一端的流体流动。
2. 如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述流动出口包括第一流动出口，所述流动 入口包括第一流动入口 ，所述容积包括第一容积，所述流动包括第一流动，还包括通向围绕所述第二端匝的第二容积的第二流动入口，所述第二流动入口位于所述内部 侧向表面的径向外面；以及从围绕所述第二端匝的所述第二容积引出的第二流动出口 ，所述流动出口位于所述内 部侧向表面的径向外面，所述第二入口和所述第二出口协配地布置成连通基本上横向穿过 所述定子的所述第二端的所述第二流体流动。
3. 如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述第一流动入口和所述第二流动入口与 单个冷却流体源流体连通。
4. 如权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括形成所述容积的所述外壳内的隔板， 所述流动出口包括至少一个穿过所述隔板的端口。
5. 如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述流动入口包括第一流动入口，所述电机 还包括第二流动入口 ，所述第二流动入口引导第二流动穿过轴向地划分所述定子的内芯的 集管而到达形成在所述定子的所述内部侧表面和所述转子的外部侧表面之间的气隙内。
6. 如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述第二流动入口包括围绕所述定子位于 不同方位位置的多个流动入口。
7. 如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述第一流动入口和所述第二流动入口与 单个冷却流体源流体连通。
8. 如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述第一流动入口与第一冷却源流体连通， 所述第二流动入口与第二冷却源流体连通。
9. 如权利要求5所述的电机，其特征在于，所述第二流动入口将流动引到所述气隙的 轴向中心，所述气隙沿轴向方向延伸到围绕所述第一端匝的所述容积。
10. 如权利要求1所述的电机，其特征在于，还包括至少一个围绕所述定子外部的冷却 外套，所述至少一个冷却外套构造成围绕所述定子周向地循环液态冷却流体以冷却所述定 子。
11. 如权利要求io所述的电机，其特征在于，所述至少一个液体冷却外套形成多个蜿蜒的流动路径，每个蜿蜒流动路径围绕所述定子的不同轴向部分循环所述液态冷却流体以 冷却所述定子的所述轴向部分。
12. 如权利要求IO所述的电机，其特征在于，所述至少一个液体冷却外套可与所述外壳分离并可与所述定子分离。
13. —种冷却电机的方法，所述方法包括在所述电机的外壳中，接受流入围绕设置在所述外壳内的定子的第一端的容积的冷却 流体，所述定子包括多个绕组，所述绕组在所述定子的所述第一端处有第一组的端匝，并在 所述定子相对的第二端处有第二组的端匝，所述定子具有基本上管形的形状和内部侧向表 面，从所述内部侧向表面的径向外面接受流入所述容积的所述流动；连通基本上横向穿过所述定子的所述第一端的所述冷却流体；以及 从所述内部侧向表面的径向外面收集从所述容积流出的所述冷却流体。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述容积包括第一容积，所述冷却流体包 括冷却流体的第一流动，所述方法还包括接受从所述内部侧向表面外面流入围绕所述定子的所述第二端的第二容积的冷却流 体的第二流动；连通基本上横向穿过所述定子的所述第二端的冷却流体的所述第二流动；以及 从所述内部侧向表面外面收集从所述第二容积流出的冷却流体的所述第二流动。
15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，接受冷却流体的所述第一流动包括接受 从第一冷却流体源流出的冷却流体的所述第一流动，而接受冷却流体的所述第二流动包括 接受从所述第一冷却流体源流出的冷却流体的所述第二流动。
16. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，接受冷却流体的所述第一流动包括接受 从第一冷却流体源流出的冷却流体的所述第一流动，而接受冷却流体的所述第二流动包括 接受从所述第二冷却流体源流出的冷却流体的所述第二流动。
17. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述冷却流体包括冷却流体的第一流动， 所述方法还包括引导从围绕所述定子的外部的多个不同方位位置流出的冷却流体的第二 流动，使其通过轴向地划分所述定子内芯的间隙而到达形成在所述定子的所述内部侧向表 面和延伸穿过所述定子的转子的外部侧向表面之间的气隙。
18. —种电机，所述电机包括设置在所述电机外壳内的基本上圆柱形的定子，所述定子包括多个绕组，所述绕组在 所述定子第一端处有第一组的端匝，并在所述定子相对的第二端处有第二组的端匝； 纵向地延伸穿过所述定子内部的转子；围绕所述定子的外部在方位上分布在多个位置的多个第一入口 ，所述第一入口引导流 动穿过轴向地划分所述定子内芯的间隙到达形成在所述定子和所述转子之间的气隙，所述 气隙延伸穿过所述定子的所述内部，从所述外壳中围绕所述第一端匝的所述定子外面的容 积延伸到所述外壳中围绕所述第二端匝的所述定子外面的容积。
19. 如权利要求18所述的电机，其特征在于，还包括通向所述外壳中围绕所述第一端匝的所述定子外面的所述容积的第二入口 ；以及 从所述外壳中围绕所述第一端匝的所述定子外面的所述容积引出的第一出口 ，所述第 二入口和所述第一出口协配地布置成在所述流体位于围绕所述第一端匝的所述定子外面 的所述容积内时，横穿所述定子的所述第一端的外直径排出冷却流体。
20. 如权利要求19所述的电机，其特征在于，还包括通向所述外壳中围绕所述第二端匝的所述定子外面的所述容积的第三入口 ；以及从所述外壳中围绕所述第二端匝的所述定子外面的所述容积引出的第二出口 ，所述第 三入口和所述第二出口协配地布置成在所述流体位于围绕所述第二端匝的所述定子外面 的所述容积内时，横穿所述定子的所述第二端的外直径排出冷却流体。
全文摘要
一种电机包括定子和设置在电机外壳内的转子。该定子包括多个绕组，这些绕组在定子第一端处有第一组的端匝，并在定子相对的第二端处有第二组的端匝。定子具有基本上管形的形状和内部侧向表面。转子延伸通过定子内部。通向围绕第一端匝的外壳中容积的流动入口位于定子内部侧向表面的径向外面。从围绕第一端匝的外壳中上述容积引出的流动出口位于内部侧向表面的径向外面。入口和出口协配地布置成连通基本上横向穿过定子第一端的流体流动。
文档编号H02K5/20GK101702957SQ200880008112
公开日2010年5月5日 申请日期2008年3月14日 优先权日2007年3月15日
发明者C·百利, D·M·萨班, P·古德斯-品托 申请人:直接传动系统股份有限公司