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WO2008034864A1 - Stator für eine elektrische maschine mit flüssigkeitskühlung - Google Patents

Stator für eine elektrische maschine mit flüssigkeitskühlung Download PDF

Info

Publication number
WO2008034864A1
WO2008034864A1 PCT/EP2007/059945 EP2007059945W WO2008034864A1 WO 2008034864 A1 WO2008034864 A1 WO 2008034864A1 EP 2007059945 W EP2007059945 W EP 2007059945W WO 2008034864 A1 WO2008034864 A1 WO 2008034864A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
stator
cooling channels
tubes
channels
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/059945
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christoph Monzel
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to US12/442,271 priority Critical patent/US8072100B2/en
Priority to JP2009528721A priority patent/JP5121833B2/ja
Publication of WO2008034864A1 publication Critical patent/WO2008034864A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/20—Stationary parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49009—Dynamoelectric machine

Definitions

  • the invention relates to a stator, in particular a caseless electric machine with liquid cooling, as well as a manufacturing method of such a stator assembly.
  • water is typically used as the cooling medium passing through metal pipes such as e.g. passed through copper or steel tubes. These tubes can be laid meander-shaped through the stator of the electrical machine.
  • deflection means such. U-tubes, or connected to a deflection chamber.
  • a cooling water inlet and a cooling water outlet must be provided. The heated cooling water is fed to a heat exchanger or a cooler, through which the majority of the waste heat of the electric machine can be dissipated to the environment.
  • the stator of an electrical machine is usually made of sheet metal in order to minimize the eddy current losses that occur during the excitation.
  • the stator is designed for this purpose as a laminated core of a plurality of thin Dynamo sheets in an axial stacking sequence.
  • a laminated core of a plurality of thin Dynamo sheets in an axial stacking sequence.
  • For cooling the electric machine in particular in the sheet metal section of a stator dynamo plate corresponding recesses, preferably provided in the form of punched out. After assembly of the laminated core arise axially extending cooling channels through which, for example, air can be passed to cool.
  • metal pipes can be fitted in the channels formed by the punching, wherein the diameter of the mostly circular metal pipes should be slightly smaller than the diameter of the corresponding circular punched holes in the dynamo sheet. This is an attempt to create a good heat transfer between the laminated core and the coolant.
  • Liquid cooling is preferably used when electrical machines are to be operated close to their power limit, ie the dissipated thermal power loss is comparatively high.
  • the electrical connection capacity of such electrical machines is typically more than 5 kW.
  • Liquid-cooled electrical machines are also quieter in operation because no fans are needed.
  • the technical complexity of a liquid cooling compared to the air cooling is considerably larger.
  • cooling tubes with a preferably circular cross section can be inserted into corresponding channels in the laminated core.
  • cooling tubes, heat pipes or cool jets In order to cool a caseless electric machine with water, cooling tubes, heat pipes or cool jets must be routed through the laminated core of the stator, because the laminated core alone does not create a sufficient sealing effect. This lack of sealing effect can lead to significant malfunctions, especially in the direction of the winding system of the electrical machine. Between cooling tube and laminated core thus creates an air gap, which deteriorates the thermal connection of the cooling tube to the stator.
  • Press-in operations of the cooling tubes are made in the cooling channels of the stator, or in that this air gap is filled with thermal paste or by impregnating resin to improve the thermal connection.
  • a cooled stator for an electric machine in which a corrugated hose made of metal is arranged in the cooling channels to facilitate assembly.
  • US 2004/0012272 A1 discloses an electrical machine in which metal tubes are pressed into half-open cooling channels on the side of the laminated core facing away from the winding system.
  • the invention has for its object to provide a stator, in particular for a caseless electric machine, with which an efficient cooling device can be created. Another object of the invention is to provide a sufficient thermal connection of cooling pipes to a cooling channel. Furthermore, a suitable manufacturing method for such a stator and an electrical machine should be specified.
  • the solution of the object is achieved by a stator, in particular for a caseless electric machine, which are in the stator substantially axially extending cooling channels, are used in the cooling tubes and at least partially means are present, the pressing of the cooling tubes via a deformation of the cooling channels to the cooling channel on the heat sources of the electric machine side facing creates.
  • the cooling tubes are pressed by suitable means to the cooling channels of the stator. It is advantageously created by external targeted force this pressure.
  • this pressure In particular, on the heat source side facing the cooling tube an efficient heat transfer is necessary, but by pressing on just this side leads to an extremely efficient heat transfer and thus to an excellent heat dissipation.
  • the remote from the heat source portions of the cooling tubes by suitable means of the laminated core, in particular one or more bumps or a dent, are pressed against the heat source facing portions.
  • the heat source is essentially the current heat losses of the winding, the iron losses and the eddy current losses.
  • the side facing away from the heat source of the cooling tubes contribute to the heat dissipation even with thermally good connection only a comparatively small proportion.
  • the laminated core of the stator does not have to rest against the cooling pipe in this section facing away from the heat source.
  • the cavities that may be present in this section can be filled in with thermal grease or impregnating resin.
  • Such bumps, knobs or dents on the individual sheets are relatively easy to produce by punching tools.
  • the number of bumps, dents or nubs per cooling channel is not limited in the circumferential direction or in the axial direction; it should be made only a sufficient contact pressure of the cooling tubes in the region of the heat source side facing.
  • the cooling efficiency is further increased by an additional deformation of the cooling tube by adapting the cooling tube to the shape of the cooling channel. This is not only a point contact but even a surface contact between the cooling tube and the cooling channel before.
  • this principle can also be transferred from laminated stators to sintered stators.
  • the cooling tubes located therein are preferably pressed against the cooling channel on the side facing the heat source by a deformation of at least the cooling channel.
  • a deformation of the cooling tube through the bumps, knobs or dents etc. is brought about by the pressure, which leads to an optimal adaptation of the cooling channel and the cooling tube.
  • stators are particularly suitable for all types of electrical machines, be it linear motors or rotary motors, regardless of their excitation, which can be done electrically or by permanent magnets.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a basic electric motor
  • FIG 2 shows a cross-section of another motor
  • FIG 3.4 shows a detailed view of a stator before and after the deformation of the cooling channels.
  • FIG. 1 shows an electrical machine 1, which is designed without housing and which has a stator 2, which is composed of individual sheets 10.
  • the stamped individual sheets 10 are stacked such that punched out, in particulardekanä- Ie, which are designed as a circular cooling channels 13 or as an oval cooling channels 3, arranged in the stacking sequence arranged axially extending cooling channels.
  • FIG. 1 shows a sheet-metal rotor 22, which has been shrunk onto a shaft 20. 2 shows in a cross-section another housing-free electrical machine with cooling channels 13 present in the vertices of the stator 2, which form a cooling device arranged essentially around the grooves 5 of the stator 2. Furthermore, a rotor 22 is shown which has on its surface permanent magnets 11, which are preferably positioned and fixed on the rotor 22 by a bandage and / or an adhesive connection.
  • FIG. 3 shows in a detailed illustration an electric machine 1 with grooves 5 and corners and / or on the surface existing cooling channels 3, 13.
  • These cooling channels 3, 13 have in particular on the grooves 5, so the heat source
  • On the opposite side at least one bump 8, nubs or indentation 9 on, but due to the design of the dynamo plate of the stator 2 still allows effortless axial insertion of cooling tubes 4, 6 o- 7 allowed.
  • the cooling tubes 4, 6 or 7 can, as shown in principle have a variety of cross-sectional shapes.
  • the cooling channels 3, 13 are not limited in their cross-sectional shape.
  • a cooling jacket running meandering over the stator 2 is now formed by deflecting elements on the end sides of the stator 2.
  • the deflecting elements can also be designed as deflecting chambers, wherein a deflecting chamber has at least one inflow and at least one outflow.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Stator (2), insbesondere für eine gehäuselose elektrische Maschine (1), wobei sich im Stator (2) im wesentlichen axial verlaufende Kühlkanäle (3,13) befinden, in die Kühlrohre (4,6,7) einsetzbar sind und zumindest abschnittsweise Mittel vorhanden sind, die über eine Verformung der Kühlkanäle (3,13) eine Anpressung der Kühlrohre (4,6,7) an den Kühlkanal (3,13) auf der den Wärmequellen der elektrischen Maschine (1) zugewandten Seite schafft; damit stellt sich eine effiziente Flüssigkeitskühlung ein.

Description

Beschreibung
Stator für eine elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung
Die Erfindung betrifft einen Stator insbesondere einer gehäuselosen elektrischen Maschine mit Flüssigkeitskühlung, als auch ein Herstellverfahren einer derartigen Statoranordnung.
Seit langem ist bekannt, elektrische Maschinen wie Elektromo- toren oder Generatoren mit einem gasförmigen oder flüssigen Medium zu kühlen. Vorzugsweise wird Luft als gasförmiges Medium und Wasser als flüssiges Medium verwendet. Im Fall der Luftkühlung spricht man von eigenbelüfteten oder fremdbelüfteten elektrischen Maschinen.
Im Falle einer Flüssigkeitskühlung wird typischerweise Wasser als Kühlmedium verwendet, welches durch metallene Rohre wie z.B. durch Kupfer- oder Stahlrohre geleitet wird. Diese Rohre können mäanderförmig durch den Stator der elektrischen Ma- schine verlegt sein. Dazu sind die jeweiligen Kühlrohre an den beiden Stirnseiten der elektrischen Maschine an Umlenkeinrichtungen, wie z.B. U-Rohre, oder an eine Umlenkkammer angeschlossen. Darüber hinaus sind noch ein Kühlwassereinlass und ein Kühlwasserauslass vorzusehen. Das erhitzte Kühlwasser wird einem Wärmetauscher oder einem Kühler zugeführt, über den der Großteil der Abwärme der elektrischen Maschine weiter an die Umgebung abgeführt werden kann.
Der Stator einer elektrischen Maschine ist üblicherweise ge- blecht ausgeführt, um die bei der Erregung entstehenden Wirbelstromverluste zu minimieren. Der Stator ist hierzu als Blechpaket aus einer Vielzahl von dünnen Dynamoblechen in a- xialer Stapelfolge ausgebildet. Zur Kühlung der elektrischen Maschine sind vor allem im Blechschnitt eines Statordynamo- bleches entsprechende Aussparungen, vorzugsweise in Form von Ausstanzungen vorgesehen. Nach dem Zusammenbau des Blechpaketes entstehen axial verlaufende Kühlkanäle, durch die z.B. Luft zur Kühlung geleitet werden kann. Im Falle einer Flüssigkeitskühlung der elektrischen Maschine können Metallrohre, die in die durch die Ausstanzung entstandenen Kanäle eingepasst werden, wobei der Durchmesser der zumeist kreisförmigen Metallrohre geringfügig kleiner sein soll als der Durchmesser der korrespondierenden kreisförmigen Ausstanzungen im Dynamoblech. Damit wird versucht, einen guten Wärmeübergang zwischen dem Blechpaket und der Kühlflüssigkeit zu schaffen.
Nachteilig dabei ist der erhebliche Montageaufwand um die
Kühlrohre vor allem bei axial längeren elektrischen Maschinen in den Stator einzubringen.
Eine Flüssigkeitskühlung wird vorzugsweise dann eingesetzt, wenn elektrische Maschinen nahe an ihrer Leistungsgrenze betrieben werden sollen, die abzuführende thermische Verlustleistung also vergleichsweise hoch ist. Die elektrische Anschlussleistung solcher elektrischen Maschinen beträgt typischerweise mehr als 5 kW. Flüssigkeitsgekühlte elektrische Maschinen sind zudem leiser im Betrieb, da keine Lüfter benötigt werden. Dagegen ist der technische Aufwand für eine Flüssigkeitskühlung im Vergleich zur Luftkühlung erheblich größer .
Für die elektrischen Maschinen werden je nach Kühlart unterschiedliche Gehäuse verwendet, in denen Mittel zur Kühlung vorgesehen sind. Bei gehäuselosen elektrischen Maschinen können auch beide Kühlarten durch geeigneten Blechschnitt der Dynamobleche geschaffen werden. So können bei einer Flüssig- keitskühlung Kühlrohre mit einem vorzugsweise kreisförmigen Querschnitt in entsprechende Kanäle im Blechpaket eingesetzt werden .
Der Nachteil dabei ist, dass im Falle einer Flüssigkeitsküh- lung eine Vielzahl von Rohrverbindungen benötigt wird, um die zahlreichen Kühlrohrenden im hydraulischen Sinne dicht zu verbinden. Dies kann im Falle von Kupferrohren z.B. mittels einer Löt- oder Schraubverbindung erfolgen. Die Herstellung einer solchen Kühleinrichtung ist dementsprechend aufwändig.
Um eine gehäuselose elektrische Maschine mit Wasser zu küh- len, müssen Kühlrohre, Heat Pipes oder Cool Jets durch das Blechpaket des Stators geführt werden, weil das Blechpaket allein keine ausreichende Dichtwirkung schafft. Diese mangelnde Dichtwirkung kann insbesondere in Richtung des Wicklungssystems der elektrischen Maschine zu erheblichen Funkti- onsstörungen führen. Zwischen Kühlrohr und Blechpaket entsteht somit ein Luftspalt, der die thermische Anbindung des Kühlrohrs an den Stator verschlechtert.
Die Möglichkeit, den Luftspalt zwischen Kühlrohr und Blechpa- ket des Stators zu verringern, kann entweder durch axiale
Einpressvorgänge der Kühlrohre in die Kühlkanäle des Stators erfolgen, oder aber dadurch, dass dieser Luftspalt mit Wärmeleitpaste oder durch Tränkharz gefüllt wird, um die thermische Anbindung zu verbessern.
So ist aus der DE 197 42 255 Cl eine gehäuselose Drehstrommaschine mit achsparallelen Kühlmittelrohren bekannt, die im Statorblechpaket angeordnet sind. Da diese Kühlmittelrohre starr ausgeführt sind, können sich bei deren Einschieben in Bohrungen des Statorblechpakets Schwierigkeiten ergeben, vor allem da ein verhältnismäßig geringer Luftspalt zwischen Kühlrohr und Statorblechpaket vorhanden sein soll.
Aus der DE 101 03 447 Al ist ein gekühlter Stator für eine elektrische Maschine bekannt, bei der in den Kühlkanälen ein Wellschlauch aus Metall angeordnet ist, um die Montage zu erleichtern .
Aus der US 2004/0012272 Al ist eine elektrische Maschine be- kannt, bei der auf der dem Wicklungssystem abgewandten Seite des Blechpakets Metallrohre in halboffene Kühlkanäle einge- presst werden. Diese bereits bekannten Lösungen sind entweder fertigungstechnisch äußerst aufwändig und/oder thermisch verhältnismäßig wenig wirksam.
Ausgehend davon legt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Stator, insbesondere für eine gehäuselose elektrische Maschine zu schaffen, mit dem eine effiziente Kühleinrichtung geschaffen werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine ausreichende thermische Anbindung von Kühlrohren an einen Kühlkanal zu schaffen. Des Weiteren soll ein geeignetes Herstellverfahren für einen solchen Stator und eine e- lektrische Maschine angegeben werden.
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch einen Stator, insbesondere für eine gehäuselose elektrische Maschine, wobei sich im Stator im wesentlichen axial verlaufende Kühlkanäle befinden, in die Kühlrohre einsetzbar sind und zumindest abschnittsweise Mittel vorhanden sind, die über eine Verformung der Kühlkanäle eine Anpressung der Kühlrohre an den Kühlkanal auf der den Wärmequellen der elektrischen Maschine zugewandten Seite schafft.
Die Kühlrohre werden durch geeignete Mittel an die Kühlkanäle des Stators angepresst. Dabei wird vorteilhafterweise durch äußere zielgerichtete Krafteinwirkung diese Pressung geschaffen. Insbesondere auf der der Wärmequelle zugewandten Seite des Kühlrohres ist ein effizienter Wärmeübergang notwendig, der aber durch Anpressung an eben diese Seite zu einem äußerst effizienten Wärmeübergang und damit zu einer ausge- zeichneten Wärmeabfuhr führt. Die von der Wärmequelle abgewandte Abschnitte der Kühlrohre, die durch geeignete Mittel des Blechpakets, insbesondere einen oder mehrere Höcker oder eine Eindellung, werden an die der Wärmequelle zugewandten Abschnitte angepresst. Als Wärmequelle treten dabei im We- sentlichen die Stromwärmeverluste der Wicklung, die Eisenverluste und die Wirbelstromverluste auf. Die der Wärmequelle abgewandte Seite der Kühlrohre tragen zur Wärmeabfuhr auch bei thermisch guter Anbindung nur einen vergleichsweise geringen Anteil bei. Deshalb ist der zumindest punktuelle Kontakt zwischen Blechpaket und Kühlrohr durch die Höcker, Eindellungen etc. für die Kühleffizienz der Kühleinrichtung unerheblich. Daher muss das Blechpaket des Stators in diesem der Wärmequelle abgewandtem Abschnitt nicht an das Kühlrohr anliegen. Die gegebenenfalls in diesem Abschnitt vorhanden Hohlräume können durch Wärmeleitpaste oder Tränk- harz ausgefüllt werden.
Derartige Höcker, Noppen oder Eindellungen an den einzelnen Blechen sind durch Stanzwerkzeuge relativ einfach herstellbar. Dabei ist die Anzahl der Höcker, Eindellungen oder Nop- pen pro Kühlkanal weder in Umfangsrichtung noch in axialer Richtung nicht beschränkt; es sollte sich nur eine ausreichende Anpressung der Kühlrohre im Bereich der der Wärmequelle zugewandten Seite hergestellt werden.
Durch Markierung der Bereiche an der Außenseite des Stators, ist es nunmehr durch ein geeignetes Werkzeug in einfacher Art und Weise möglich, diese Bereiche nach innen zu drücken und somit das Kühlrohr durch den Höcker, Noppen, oder die Eindel- lung an den Kühlkanal dauerhaft zu pressen.
In vorteilhafter Weise wird die Kühleffizienz durch eine zusätzliche Verformung des Kühlrohrs durch eine Anpassung des Kühlrohrs an die Form des Kühlkanals weiter gesteigert. Damit liegt nicht nur ein punktueller Kontakt sondern sogar ein flächiger Kontakt zwischen Kühlrohr und Kühlkanal vor.
Dieses Prinzip lässt sich selbstverständlich auch von geblecht ausgeführten Statoren auf gesinterte Statoren übertragen. Entscheidend ist dabei jeweils, dass durch eine Verfor- mung zumindest des Kühlkanals die darin befindlichen Kühlrohre vorzugsweise an der der Wärmequelle zugewandten Seite an den Kühlkanal gepresst werden. In einer weiteren Ausführungsform wird durch die Pressung auch eine Verformung des Kühlrohres durch die Höcker, Noppen oder Eindellungen etc. herbeigeführt, die zu einer optimalen Formanpassung von Kühlkanal und Kühlrohr führt.
Derartige Statoren eignen sich insbesondere für alle Arten von elektrischen Maschinen, seien es Linearmotoren oder rotatorische Motoren, unabhängig von ihrer Erregung, die elektrisch oder durch Permanentmagnete erfolgen kann.
Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:
FIG 1 eine perspektivische Darstellung eines prinzipiellen elektrischen Motors,
FIG 2 einen Querschnitt eines weiteren Motors, FIG 3,4 eine Detaildarstellung eines Stators vor und nach der Verformung der Kühlkanäle.
FIG 1 zeigt eine elektrische Maschine 1, die gehäuselos ausgeführt ist und die einen Stator 2 aufweist, der aus Einzelblechen 10 aufgebaut ist. Die gestanzten Einzelbleche 10 sind derart gestapelt, dass Ausstanzungen, insbesondere Kühlkanä- Ie, die als runde Kühlkanäle 13 oder als ovale Kühlkanäle 3 ausgeführt sind, in der Stapelfolge hintereinander angeordnet axial verlaufende Kühlkanäle ausbilden.
In Nuten 5 ist ein nicht näher dargestelltes Wicklungssystem untergebracht, das im Betrieb der elektrischen Maschine 1 u.a. eine maßgebliche Wärmequelle darstellt. Das Wicklungssystem kann dabei aus Zahnspulen oder einem klassischen gesehnten Wicklungssystem besten. Unter Zahnspulen werden dabei Spulen verstanden, die jeweils nur einen Zahn umfassen. Des Weiteren zeigt prinzipiell die Zeichnung nach FIG 1 einen beblecht ausgeführten Rotor 22, der auf eine Welle 20 aufgeschrumpft ist. FIG 2 zeigt in einem Querschnitt eine weitere gehäuselose e- lektrische Maschine mit in den Eckpunkten des Stators 2 vorhandenen Kühlkanälen 13, die eine im Wesentlichen um die Nuten 5 des Stators 2 angeordnete Kühleinrichtung bilden. Des Weiteren wird ein Rotor 22 gezeigt, der an seiner Oberfläche Permanentmagnete 11 aufweist, die vorzugsweise durch eine Bandage und/oder eine Klebeverbindung am Rotor 22 positioniert und fixiert sind.
FIG 3 zeigt in einer Detaildarstellung eine gemäß FIG 2 ausgeführte elektrische Maschine 1 mit Nuten 5 und in den Eckpunkten und/oder an der Oberfläche vorhandene Kühlkanäle 3, 13. Diese Kühlkanäle 3, 13 weisen insbesondere auf der den Nuten 5, also der der Wärmequelle abgewandten Seite zumindest einen Höcker 8, Noppen oder eine Eindellung 9 auf, die aber aufgrund der Gestaltung des Dynamoblechs des Stators 2 trotzdem ein müheloses axiales Einschieben von Kühlrohren 4, 6 o- der 7 gestattet. Die Kühlrohre 4, 6 oder 7 können dabei, wie prinzipiell dargestellt unterschiedlichste Querschnittsformen aufweisen. Ebenso sind die Kühlkanäle 3, 13 in ihrer Querschnittsform nicht beschränkt.
Durch Krafteinwirkung F, wie sie prinzipiell in FIG 3 dargestellt ist, wird nunmehr eine Kraft auf den Höcker 8 bzw. die Eindellungen 9 nach innen ausgeübt, so dass sich, wie in FIG 4 dargestellt, eine Verformung des Kühlkanals 3, 13 ergibt. Durch diese Verformung des Kühlkanals 3, 13 und ggf. des dem Höcker 8 zugewandten Teils des Kühlrohrs 4, 6 und 7, werden die Kühlrohre 4, 6, 7 an die dem Luftspalt zugewandten Seite des Stators 2 der elektrischen Maschine 1 angepresst.
Damit ist ein ausgezeichneter Wärmeübergang zwischen dem Blechpaket des Stators 2 und den in den Kühlkanälen 3, 13 befindlichen Kühlrohren 4, 6, 7 geschaffen. Insbesondere da es sich beim Wärmeübergang auf der der Wärmequelle zugewandten
Seite des Kühlrohres um den entscheidenden Faktor für die Güte der Entwärmung handelt, ist diese Art der Fixierung, Posi- tionierung und Pressung der Kühlrohre 4, 6, 7 in den Kühlkanälen 3, 13 äußerst vorteilhaft.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der elektrischen Maschi- ne 1 wird nunmehr ein über den Stator 2 mäanderförmig verlaufender Kühlmantel durch Umlenkelemente an den Stirnseiten des Stators 2 gebildet.
Die Umlenkelemente können aber auch als Umlenkkammern ausge- bildet sein, wobei eine Umlenkammer zumindest einen Zufluss und zumindest einen Abfluss aufweist.

Claims

Patentansprüche
1. Stator (2), insbesondere für eine gehäuselose elektrische Maschine (1), wobei sich im Stator (2) im wesentlichen axial verlaufende Kühlkanäle (3,13) befinden, in die Kühlrohre (4, 6,7) einsetzbar sind und zumindest abschnittsweise Mittel vorhanden sind, die über eine Verformung der Kühlkanäle (3, 13) eine Anpressung der Kühlrohre (4,6,7) an den Kühlkanal (3,13) auf der den Wärmequellen der elektrischen Maschine (1) zugewandten Seite schafft.
2. Stator (2) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Mittel als Höcker (8), Noppen oder Eindellungen (9) der Kühlkanäle (3,13) ausgebildet sind.
3. Stator (2) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Höcker (8), Noppen oder Eindellungen (9) der Kühlkanäle (3,13) in Richtung Luftspalt der elektrischen Maschine (1) weisen, derart, dass durch Verfor- mung der Kühlkanäle (3,13) eine Anpressung und/oder eine Verformung dieser Kühlrohre (4,6,7) auf der dem Luftspalt der elektrischen Maschine (1) zugewandten Seite erfolgt.
4. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Querschnittsformen der Kühlkanäle (3,13) rund, rundlich, oval oder polygonal ausgeführt sind.
5. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kühlrohre (4,6,7) rund, rundlich oder polygonal ausgeführt sind, derart, dass sie ohne Verformung axial in die Kühlkanäle (3, 13) eingesteckt werden können.
6. Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass am Stator (2) Markierungen angebracht sind, die den Ort einer Kraftein- Wirkung (F) zur Verformung der Kühlkanäle (3,13) näher bezeichnet .
7. Elektrische Maschine (1) mit einem Stator (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Umlenkung eines
Kühlstroms in den Kühlrohren (4,6,7) an den Stirnseiten des Stators (2) durch Umlenkelemente und/oder in den Lagerschilden erfolgt, so dass sich ein mäanderförmiger Verlauf des Kühlstroms um den Stator (2) ergibt.
8. Elektrische Maschine (1) nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Kühlrohre (4,6,7) axial aus dem Stator (2) herausragen, so dass sie mit den Umlenkelementen und/oder dem Lagerschild verpressbar sind und damit eine Abdichtung eines Kühlkreislaufs bewirken.
9. Verfahren zur Herstellung eines Stators nach Anspruch 1 bis 6 durch folgende Schritte:
- Stanzen von Dynamoblechen (10) mit geometrischen Konturen der Kühlkanäle (3,13) und der Höcker (8), Noppen oder Ein- dellungen ( 9) ,
- Paketieren dieser Einzelbleche (10) derart, dass sich Kühlkanäle (3,13) in einem axialen Verlauf des Stators (2) einstellen, - axiales Einsetzen der Kühlrohre (4,6,7) in die jeweiligen Kühlkanäle (3,13),
- Anpressen der Kühlrohre (4,6,7) an die den Wärmequellen zugewandten Seite der elektrischen Maschine (1) durch dement- sprechende Krafteinwirkung (F) auf den jeweiligen Außensei- ten des Stators (2) .
PCT/EP2007/059945 2006-09-22 2007-09-20 Stator für eine elektrische maschine mit flüssigkeitskühlung WO2008034864A1 (de)

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US12/442,271 US8072100B2 (en) 2006-09-22 2007-09-20 Stator for an electrical machine with liquid cooling
JP2009528721A JP5121833B2 (ja) 2006-09-22 2007-09-20 液体冷却式電気機械の固定子

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DE102006044963.0 2006-09-22
DE102006044963A DE102006044963B3 (de) 2006-09-22 2006-09-22 Stator für eine elektrische Maschine mit Flüssigkeitskühlung

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103283127A (zh) * 2010-11-04 2013-09-04 意沃电机有限公司 轴向磁场电机
CN103368288A (zh) * 2012-03-28 2013-10-23 西门子公司 具有有效的内部冷却的电机
DE102015210662A1 (de) * 2015-06-11 2016-12-15 Wobben Properties Gmbh Statorring für einen elektrischen Generator, sowie Generator und Windenergieanlage mit selbigem

Families Citing this family (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2927736B1 (fr) * 2008-02-20 2014-12-05 Leroy Somer Moteurs Stator de machine electrique tournante.
JP5233441B2 (ja) * 2008-06-26 2013-07-10 株式会社デンソー 回転電機
EP2378631A1 (de) * 2010-04-13 2011-10-19 Siemens Aktiengesellschaft Statoranordnung
EP2567450A4 (de) 2010-05-04 2018-01-17 Remy Technologies, LLC Kühlsystem und -verfahren für eine elektromaschine
DE112011101912T5 (de) 2010-06-04 2013-03-28 Remy Technologies Llc. Kühlsystem und -verfahren für eine elektrische Maschine
DE102011101730A1 (de) 2010-06-04 2011-12-08 Ebm-Papst St. Georgen Gmbh & Co. Kg Elektromotor
US8456046B2 (en) 2010-06-08 2013-06-04 Remy Technologies, Llc Gravity fed oil cooling for an electric machine
US8519581B2 (en) 2010-06-08 2013-08-27 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
CN102934330A (zh) 2010-06-08 2013-02-13 瑞美技术有限责任公司 电机冷却系统和方法
EP2395629A1 (de) * 2010-06-11 2011-12-14 Siemens Aktiengesellschaft Statorelement
US8482169B2 (en) 2010-06-14 2013-07-09 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8614538B2 (en) 2010-06-14 2013-12-24 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8446056B2 (en) 2010-09-29 2013-05-21 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
US8593021B2 (en) 2010-10-04 2013-11-26 Remy Technologies, Llc Coolant drainage system and method for electric machines
US8492952B2 (en) 2010-10-04 2013-07-23 Remy Technologies, Llc Coolant channels for electric machine stator
US8395287B2 (en) 2010-10-04 2013-03-12 Remy Technologies, Llc Coolant channels for electric machine stator
US8508085B2 (en) 2010-10-04 2013-08-13 Remy Technologies, Llc Internal cooling of stator assembly in an electric machine
EP2451048A1 (de) * 2010-11-04 2012-05-09 Siemens Aktiengesellschaft Magnetdeckelelement um einen Kühlkanal in einem Stator eines Generators zu schließen
US8648506B2 (en) 2010-11-09 2014-02-11 Remy Technologies, Llc Rotor lamination cooling system and method
US8497608B2 (en) 2011-01-28 2013-07-30 Remy Technologies, Llc Electric machine cooling system and method
WO2012145302A2 (en) 2011-04-18 2012-10-26 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US8692425B2 (en) 2011-05-10 2014-04-08 Remy Technologies, Llc Cooling combinations for electric machines
US8803380B2 (en) 2011-06-03 2014-08-12 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9041260B2 (en) 2011-07-08 2015-05-26 Remy Technologies, Llc Cooling system and method for an electronic machine
US8803381B2 (en) 2011-07-11 2014-08-12 Remy Technologies, Llc Electric machine with cooling pipe coiled around stator assembly
US8546982B2 (en) 2011-07-12 2013-10-01 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9048710B2 (en) 2011-08-29 2015-06-02 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US8975792B2 (en) 2011-09-13 2015-03-10 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9099900B2 (en) 2011-12-06 2015-08-04 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US9331543B2 (en) 2012-04-05 2016-05-03 Remy Technologies, Llc Electric machine module cooling system and method
US10069375B2 (en) 2012-05-02 2018-09-04 Borgwarner Inc. Electric machine module cooling system and method
CN102832723A (zh) * 2012-08-31 2012-12-19 中电电机股份有限公司 一种直流电机的主极铁芯结构
TWI484735B (zh) * 2012-11-09 2015-05-11 Cheng Chang Machinery Electric Co Ltd 直驅式馬達冷卻結構
US9680351B2 (en) 2013-03-15 2017-06-13 Ingersoll-Rand Company Electrical machine having cooling features
US9417544B2 (en) 2014-02-07 2016-08-16 Xerox Corporation Low energy consumption monochrome toner for single component development system
JP6338407B2 (ja) * 2014-03-11 2018-06-06 住友重機械工業株式会社 リニアモータ用電機子
JP6338405B2 (ja) * 2014-03-11 2018-06-06 住友重機械工業株式会社 リニアモータ用電機子
US10804755B2 (en) * 2017-07-25 2020-10-13 Toshiba International Corporation Stator core with at least three cooling pipes with end crimps
CN113014054B (zh) * 2021-04-14 2022-07-08 超音速智能技术(杭州)有限公司 一体式无壳电机
US11979060B2 (en) 2021-05-05 2024-05-07 Abb Schweiz Ag Stator cooling arrangement
DE102021206906A1 (de) 2021-07-01 2023-01-05 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kühlsystem für einen stator für eine elektrische maschine und verfahren zur herstellung eines solchen kühlsystems
US20230378826A1 (en) * 2022-05-19 2023-11-23 Rivian Ip Holdings, Llc Stator core of stacked laminations with coolant flow channels

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR513509A (fr) * 1920-04-09 1921-02-17 Cem Comp Electro Mec Dispositif pour le refroidissement des machines électriques
DE2238562A1 (de) * 1972-08-04 1974-02-21 Siemens Ag Elektrische maschine
JPS55114169A (en) * 1980-02-13 1980-09-03 Toshiba Corp Manufacture of stator cooler for rotary electric machine
WO1999017422A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-08 Abb Ab Method for mounting a cooling tube in a cooling tube channel
DE10131119A1 (de) * 2001-06-28 2003-01-23 Siemens Linear Motor Systems G Elektromotor mit Kühlschlange

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE364674A (de) * 1929-10-19 1929-11-30
US3014139A (en) * 1959-10-27 1961-12-19 Gen Electric Direct-cooled cable winding for electro magnetic device
AT367537B (de) * 1980-09-10 1982-07-12 Frigopol Kaeltemaschinen Th Lo Statorgehaeuse fuer elektrische kaeltemaschinen und verfahren zu seiner herstellung
DE8024246U1 (de) * 1980-09-11 1981-01-08 Aluminium-Walzwerke Singen Gmbh, 7700 Singen Motorengehaeuse in form eines rohrartigen mantels
DE3134080A1 (de) * 1981-08-28 1983-04-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Elektrische maschine, insbesondere drehstromgenerator, mit innenliegenden kuehlkanaelen
JPH0817549B2 (ja) * 1988-08-19 1996-02-21 ファナック株式会社 液冷モータ用冷却液流路構造
JPH0779544A (ja) * 1993-09-10 1995-03-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 水冷式電動機
JP3439305B2 (ja) * 1995-09-13 2003-08-25 株式会社日立製作所 回転電機
DE19742255C1 (de) * 1997-09-25 1998-11-26 System Antriebstechnik Dresden Gehäuselose Drehstrommaschine mit achsparallelen Kühlmittelrohren im Ständerblechpaket
DE10005128B4 (de) * 2000-02-07 2004-03-25 Baumüller Nürnberg GmbH Kühlbarer Ständer für eine elektrische Maschine
DE10103447A1 (de) * 2001-01-25 2002-08-01 Baumueller Nuernberg Gmbh Wellschlauch-Ständerkühlung in einer elektrischen Maschine
DE10115186A1 (de) * 2001-03-27 2002-10-24 Rexroth Indramat Gmbh Gekühltes Primärteil oder Sekundärteil eines Elektromotors
US6819016B2 (en) * 2002-07-18 2004-11-16 Tm4 Inc. Liquid cooling arrangement for electric machines
DE10344630A1 (de) * 2003-09-25 2005-05-04 Bosch Gmbh Robert Fluidgekühlte elektrische Maschine und Verfahren zur Herstellung einer solchen
CA2452085A1 (en) * 2003-12-04 2005-06-04 Tm4 Inc. Cooling assembly for electric machine
DE102004052070A1 (de) * 2004-10-26 2006-05-18 Siemens Ag Elektrische Maschine
DE102005044832A1 (de) * 2005-09-20 2007-03-22 Siemens Ag Elektrische Maschine
DE102007043385A1 (de) * 2007-09-12 2009-03-26 Siemens Ag Flüssigkeitsgekühlte dynamoelektrische Maschine
DE102007045267A1 (de) * 2007-09-21 2009-04-16 Siemens Ag Gehäuselose dynamoelektrische Maschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR513509A (fr) * 1920-04-09 1921-02-17 Cem Comp Electro Mec Dispositif pour le refroidissement des machines électriques
DE2238562A1 (de) * 1972-08-04 1974-02-21 Siemens Ag Elektrische maschine
JPS55114169A (en) * 1980-02-13 1980-09-03 Toshiba Corp Manufacture of stator cooler for rotary electric machine
WO1999017422A1 (en) * 1997-09-30 1999-04-08 Abb Ab Method for mounting a cooling tube in a cooling tube channel
DE10131119A1 (de) * 2001-06-28 2003-01-23 Siemens Linear Motor Systems G Elektromotor mit Kühlschlange

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103283127A (zh) * 2010-11-04 2013-09-04 意沃电机有限公司 轴向磁场电机
CN103368288A (zh) * 2012-03-28 2013-10-23 西门子公司 具有有效的内部冷却的电机
DE102015210662A1 (de) * 2015-06-11 2016-12-15 Wobben Properties Gmbh Statorring für einen elektrischen Generator, sowie Generator und Windenergieanlage mit selbigem

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010504725A (ja) 2010-02-12
JP5121833B2 (ja) 2013-01-16
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DE102006044963B3 (de) 2008-06-19

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