用于电磁机械的空心电导体的制作方法

本发明涉及空心电导体，呈具有空心内腔的用于连续卷绕电磁线圈的管状主体状，其中该主体包含导电材料，具有外径和内径并且在该主体的外周面上涂覆有至少一个电绝缘层，其中该内腔被构造成使该主体的第一敞开端和与该主体的第二敞开端液压连通或气压连通。

本发明还涉及将本发明的空心电导体用于卷绕电磁线圈的用途。

另外，本发明涉及用于连接“根据本发明的至少一个空心电导体”和“冷却剂管路”两者的连接件，包括流体密封的具有空心内腔的壳体、在该壳体内的用于容纳该空心电导体的一敞开端的至少一个空心导体开口和在该壳体内的用于容纳冷却剂管路的一敞开端的冷却剂管路开口，其中该内腔被构造成使该空心导体开口与该冷却剂管路开口液压连通或气压连通。

最后，本发明涉及电磁机械，包括磁体单元和与该磁体单元处于相互电磁作用中的导体单元，其中该导体单元具有至少一个电导体。

本发明意义上的空心电导体用于电流的电传导且同时用于冷却剂的液压或气压传导。空心电导体的别名是空心电线或空心导电线。

背景技术：

此类空心电导体在现有技术中是已知的并且被用在复杂的大型系统中，例如像超导磁体、粒子加速机、熔合反应堆和极限功率涡轮发电机。一般，安装在那里的空心电导体被卷绕、成形为具有大弯曲半径的大型电磁线圈或者由若干线圈部分组成。在此情况下需要将空心电导体的若干绕组相对电绝缘以防止线圈短路。这种电绝缘层的缺点是它的热绝缘性能一般也是很好的，这有碍于散走在电流流动时生成的热量。流动电流越大，所出现的热量越高。但因为传导大电流或相对而言达到高电流密度是对上述系统的高效运行最重要的标准之一，故高效散热是至关重要的。为了保证高效散走热量，泵送冷却剂经过该空心电导体，因而在内侧散热。值得期待的是，最佳散热形式也在日常生活的中小型电磁机械中提供。本发明意义上的小型电磁机械一般是成批生产的并具有不到5MW的最大功率。其例子是：用于家用器具、手持工具、建筑机械、牵引机、机床的电动机，用于水、陆、空交通工具的电动机以及风电设备发电机。但是，中小型电磁机械具有小的尺寸。尤其是电磁线圈的设计尺寸小，因而在优选是自动化的线圈卷绕中必须实现小的弯曲半径。从大型系统中知道的空心电导体对此并不适用。在中小型系统的情况下大多采用的是间接冷却方法，例如像水套冷却或油雾冷却。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是提供一种前言所述类型的空心电导体，其可以被应用在中小型电磁机械中。

为了完成该任务，本发明提出一种前言所述类型的空心电导体，在此，外径与内径之比在1.25:1至4:1的范围内。该外径最好在1.0mm至3.2mm的范围内。利用所提出的外径和外内径之比，该空心电导体是在小尺寸、高导电性与足够高的加工能力之间的最佳折中选择，不会在弯曲点处的内腔出现不利缩窄。所需的小弯曲半径可以形成在下述情况：在以小半径翻边卷绕时没有出现主体横截面形状的有害改变，尤其是没有空心电导体开裂、断裂或弯曲。因为其外径，空心电导体的尺寸相似地被设计成类似于常用金属线那样细，以便绕制相应的线圈。本发明意义上的金属线是没有空心内腔的实心线。就此而言，功率大于约1kW的配备传统金属线线圈的任何电磁机械原则上可以配备或改装上空心导体线圈而没有兼容性问题。所提出的外径与内径之比对于在空心电导体内长时间达到并保持相对大的电流是最佳的，换言之对于电磁机械长期运行是最佳的。在本发明空心电导体的优化中考虑了以下参数：主体横截面用于提供足以传导电流的面积；空心内腔横截面用于提供足以输送冷却剂的面积；横接面几何形状用于实现充分的接触长度以将热从主体传递至冷却剂；横截面几何形状用于不阻碍冷却剂流动；主体横截面几何形状用于获得充分易弯的空心电导体；主体横截面几何形状用于获得充分抗拉的空心电导体；主体横截面几何形状用于获得充分抗纵弯的空心电导体，其在弯曲时不易于缩窄内腔。其它参数是主体材料和与之相关的其导电性、导热性、电气模数、电绝缘层的类型和厚度、冷却剂的类型(黏稠度、导热性、热容和传热系数)和流速、线圈卷绕形式和电流强度和频率。模拟和试验表明，根据本发明来设定尺寸的空心电导体最佳适用于绕制中小型电磁机械所用的线圈，在此，配备有空心电导体的电磁机械的功率密度相对于配备有金属线的电磁机械被明显提高。该空心电导体的主体外径尤其最好在2.0mm至3.0mm之间，例如是2.5mm，并且与之无关地，外径与内径之比为1.5:1或者2:1。在如此取值下大多突现出前述优点。如果有充足卷绕空间，则优选更大的外径，尤其当制造人工绕制的小批量中小型电磁机械时。

另外，该空心电导体的管状主体能以圆管、椭圆管、方管、长方形管或其组合的形式构成。可能的组合形式例如是外方内圆的管。为了描述和保护本发明，按常规理解的术语外径和内径被用于管状主体的外尺寸和内尺寸，因为管状主体优选呈圆管状构成。对于多边形管横截面，对角外尺寸对应于外径，对角内尺寸对应于内径。该管状主体最好以圆管形主体形式构成，在此，圆管内外都是圆形的。通过管状主体的圆形外形，本发明的空心电导体在外表上近似于实心金属线或实心导线,因而空心电导体可基本像金属导线那样来操作和使用。例如人工或自动化卷绕或盘绕线圈的过程是一样的，并且用空心电导体绕制的线圈在质量上与金属导线所绕制的线圈一样好。在其它外形且尤其是多边形外形情况下，绕制尤其是自动化卷绕的过程设计起来要困难许多，因而一般导致质量差的绕制线圈或者因为外形而在工艺技术上不可用。原因是：例如矩形的空心电导体或金属导线在扭曲时的变化的几何形状和进而至少两个线圈绕组接连排列成结构紧凑的且具有大线匝密度的绕组时不够配合精确。为了防止在弯曲半径很小时空心电导体弯折，可能有利的是：线圈体如绕有线圈的电枢具有呈沟槽状的凹陷，用于容纳线圈绕组的第一层。通过该沟槽状凹陷，空心电导体被侧向引导。这种侧向引导防止一般出现在潜在弯折点处的空心电导体展宽。对于每个其它层而言，当这些层相互“内沉”卷绕时，位于下方的相应各层构成“侧向引导”。还有以下可能，如下形成定子片和转子片，即在定子片或转子片接连排列时提供优选半径给空心电导体。

在本发明的一个有利实施方式中，所述材料是铜、铝或所述材料的合金。所述材料优选是铜，因为铜提供高导电性和高导热性来传导大的电流或高效传递热量给冷却剂。另外，铜足够弹性和抗拉以制造具有所提出的尺寸的空心电导体并能绕制线圈。另外，铜制的空心电导体在空心电导体“牵拉”之后显示出微观充分光滑的表面组织，其避免在冷却剂内形成涡流并且有益于冷却剂层流。一般，所述材料不是纯铜，而是铜合金，其含有约99.5％的铜和约0.5％的镁。这样的铜合金也被用在金属线中，因而可以大量且成本适当地购买获得。或者，所述材料可以是其它传导性金属例如像银、金或白金或者传导性塑料或复合材料。

本发明的空心电导体最好具备在75N/mm²至225N/mm²范围内的抗拉强度。该空心电导体的抗拉强度除了该主体的几何形状和材料之外还基所述材料如何在主体制造时被加工的方式。抗拉强度是自动化卷绕的重要参数之一。如果拉伸能力过低，则空心电导体在人工卷绕或自动化卷绕时开裂。如果拉伸能力过高，则空心电导体太硬并且在卷绕时弯折。空心电导体的抗拉强度尤其最好在100N/mm²至200N/mm²的范围内，例如等于150N/mm²。所有提出的抗拉强度尤其适用于空心电导体的1％延伸率的情况。

在本发明的另一个实施方式中，所述层是漆层或绑带。漆层可以均匀薄地被施加到空心电导体，因而很适于很薄的空心电导体。除了第一层外，空心电导体还可被其它层包裹。至少两个层造成空心电导体的更好绝缘和进而更高的介电强度，如达到10千伏。给空心电导体上漆借助金属线上漆机以连续上漆方法来进行，如对于漆包铜线的制造众所周知的那样。空心电导体的包扎(Bandagieren)是涂覆的一种替代方式。所述层可基于塑料。所有其它可能用于施加绝缘层至金属线的方法可被相似地用于施加绝缘层至空心电导体。

本发明空心电导体的弹性和塑性如此通过前述参数来调节，即该空心电导体可以通过狭小半径以尽量平行于线圈体表面的走向被卷绕，而空心电导体未受损。同样，绝缘层的弹性和塑性必须被选择得足够大，以避免绝缘层在缠绕时受损。

采用大尺寸空心电导体用于卷绕用于前述大型系统的大型电磁线圈在现有技术中是已知的。但是，大尺寸的空心电导体完全无法弯曲或无法足够紧密弯曲以绕制用于小型电磁机械的小线圈。另外，在现有技术中知道了在冷却循环和恒温器中采用小尺寸的空心导体，在冷却循环和恒温器中，空心导体作为纯液压的管线或作为传感器，并且不需要卷绕成线圈。

为了提供所需要的空心电导体可弯曲性以绕制电磁线圈，本发明提出采用本发明的空心电导体用于连续卷绕电磁线圈的至少一个完整绕组。前述优点使本发明的空心电导体适合用于绕制用于小型电磁机械的小线圈。仅仅因为本发明的空心电导体弯曲性能，可以绕制具有一个或多个完整绕组的小线圈。但一个线圈的连续绕组对于不防碍冷却剂流过空心电导体是重要的。连续绕组的数量在1至10000或更多的范围内，例如是2、5、10、20、50、100、150、200、250、500、750、1000、2000或者5000。

在本发明的进一步实施方式中，该电磁线圈是最大功率不到5MW的电磁机械的电磁线圈。最大功率不到5MW的电磁机械视为本发明意义上的中小型电磁机械。采用本发明的空心电导体来连续绕制具有不到1MW例如500kW、200kW、100kW、50kW、20kW、10kW或者5kW的最大功率的电磁机械的至少一个完整的电磁线圈绕组是尤其有利的。即便在很小的电磁线圈情况下，使用本发明的空心电导体发挥了积极作用，尤其当产生大电流密度时。其线圈配备有或可配备有本发明空心电导体的小型电磁机械的例子包括小型电厂的发电机、风电设备的发电机、用于机动车且尤其是轿车的电动机、列车的电动机、飞行器的电动机、机床的电动机、输送设备的电动机、家用电器的电动机、尤其用于驱动风扇的计算机电动机、变压器、变频器、感应电机、变换器、线性马达、继电器、接触器、磁通密度达到10T的磁共振层析X射线摄影仪、小型粒子加速机、感应炉、等离子体应用和所有其它可能应用。

用于管路的单纯液压或气压连接的连接件是众所周知的。例如冷却剂在这样的管路中循环。但这样的连接件因为其设计尺寸比较大而不适于能发挥功能地容纳本发明的空心电导体，因为它具有比较小的设计尺寸。另外，在管路具有小内径或大管路长度时，冷却剂的流动阻力显著增大。这尤其涉及本发明的金属丝编的空心电导体。而在具有大尺寸的空心电导体的大型电磁系统中，在冷却循环内存在相对低的压力，故在那里可以采用例如聚四氟乙烯(PTFE,)的冷却剂管路。还要注意，本发明的空心电导体不仅被用于冷却剂的液压传导或气压传导，也被用于电流传导。根据电磁机械的线圈或线圈组件的实施方式而需要将用本发明空心电导体绕制的线圈分为至少两个线圈部分，其中，这些单独的线圈部分相互连接并且与一个冷却剂管路相连。线圈部分的连接或者总体讲两个空心电导体的连接必须有可能导电。另外，线圈部分的连接或者总体讲两个空心电导体与冷却剂管路的连接必须是液压或气压联通的。但是，线圈部分的连接或者一般性讲“两个空心电导体”与“冷却剂管路”的连接一般不应是导电的，因为否则例如不同相位之间会短路。在空心电导体和冷却剂管路内循环的冷却剂由电绝缘流体构成，在此，该流体可以是液体或气体。也可以想到在冷却循环中的流体相变。

因此，本发明的任务是提出根据前言类型的连接件，其在功能上连接本发明的空心电导体与冷却剂管路。

为了完成该任务，本发明提出根据前言类型的连接件，其中，空心导体开口所具有的直径匹配于有待容纳的空心电导体的主体的外径。尤其是空心导体开口的直径略微小于、等于或者略微大于要容纳在空心导体开口中的空心电导体的主体的外径。空心导体开口的设计尺寸准确或近似准确地匹配于有待容纳的空心电导体，这极其有利地允许在连接件壳体与空心电导体之间形成流体密封的长久连接。空心导体开口的直径最好在1.0mm至3.2mm范围内。与此相似地适用的是，冷却剂管路开口的设计尺寸的准确或近似准确地匹配于待容纳的冷却剂管路极其有利地允许在连接件壳体与冷却剂管路之间形成流体密封的长久连接。总之，空心电导体在功能上尤其流体密封地与冷却剂管路相连接。本发明的连接件最好以始端件或末端件形式构成，其在该空心电导体构成电磁线圈之前或之后将空心电导体与冷却剂管路相连。

该空心电导体可以通过以下的连接技术与该壳体相连接：软钎焊，硬钎焊，超声波含，压入，拧入内螺纹中，用压环压拧入，与螺母螺纹接合，铆接，粘接，注入，用玻璃熔入，烧结或硫化。螺纹连接可以无损坏地分离并允许更换该空心电导体。另外，螺纹连接可以与粘接或上漆连接组合以使连接持久、抗振且流体密封。

在本发明的一个优选实方式中，该壳体提供进深止挡，用于限制该空心电导体插入该壳体的深度。尤其是该进深止挡由该空心导体开口的直径缩窄部构成。

在本发明的一个有利实施方式规定，该连接件具有壳体插入部，其中该壳体插入部按照贯穿壳体的方式构成并且壳体插入部的空心内部提供空心导体开口。壳体插入部极其有利地提供在所述壳体和空心电导体之间的多变的接口，其允许空心电导体流体密封地接合至壳体。该壳体可以由导电材料或电绝缘材料构成。该壳体插入部可以由导电材料或电绝缘材料构成，其中该壳体插入部在后者情况下用作在空心电导体与冷却剂管路之间的电绝缘隔离件。

该壳体插入部可以通过以下连接技术与该壳体连接：软钎焊，硬钎焊，超声波含，压入，拧入内螺纹中，用压环压拧入，与螺母螺纹接合，铆接，粘接，注入，用玻璃熔入，烧结或硫化。螺纹连接可以无损坏地分离并允许更换该空心电导体。另外，螺纹连接可以与粘接或上漆连接组合以使连接持久、抗振且流体密封。可选地，可以采用密封片。可采用相同的连接技术以将空心电导体与壳体插入部连接起来。

另外，该壳体插入部可以由以下材料构成：黄铜、铁、铜、银、金、铝或所述材料的合金。

在本发明的一个有利实施方式中规定，该壳体插入部提供进深止挡以限制空心电导体插入该壳体的深度。进深止挡最好由该壳体插入部的空心内部的直径缩窄部构成。

另外，本发明规定，该内腔可以倒圆构成。圆形避免了若非如此将会出现缺口应力的边和角，因此改善了该连接件的抗压强度。

在本发明的一个尤其有利的实施方式中，该连接件被构造用于连接至少两个根据本发明的空心电导体和一个冷却剂管路，其中该连接件包括在该壳体内的用于容纳空心电导体的敞开端的至少两个空心导体开口，该内腔被构造成液压连通或气压连通所述空心导体开口与冷却剂管路开口，其中该连接件具有导电的接触件和电绝缘的隔离件，该接触件被构造成电连接至少两个空心导体开口，该隔离件电绝缘地设置在一方面是接触件和空心导体开口与另一方面是冷却剂管路开口之间。在空心电导体和冷却剂管路内循环的冷却剂是电绝缘流体的前提条件下，所述接触件和隔离件极其有利地造成这些空心电导体的电连接、空心电导体与冷却剂管路的液压连通或气压连通以及一方面是空心电导体且另一方面是冷却剂管路的电断联。因此，可以实现空心电导体之间的常见的电流流动，而冷却剂管路不牵涉到其中并且没有不利地影响到循环回路。这是本发明重点，这是因为该冷却剂管路由于在冷却及管路内所需要的额定压力高达200巴而一般设计成是金属的并因此也像空心电导体那样是导电的。如果没有本发明的隔离件，则该冷却剂管路和可能与之相连的冷却剂泵被列入空心电导体的循环回路中并且需要相对于环境的电绝缘。本发明的连接件在-35℃至200℃范围内是耐温的、耐击穿的、且对于长期运行是有充分抵抗力的并且在1000巴破裂压力前都是耐压的。用于长期运行的额定压力在80巴至200巴之间，最好在约120巴。

在本发明的一个很有利的实施方式中，该接触件是壳体并且该隔离件以穿过该壳体的电绝缘套管形式构成，在此，该电绝缘套管的空心内部供冷却剂管路开口所用。例如由铜、黄铜或钢构成的导电壳体极其有利地完成多项功能。首先，该壳体用于提供空心内腔以在所述空心电导体和冷却剂管路之间引导冷却剂。其次，该壳体用作在空心电导体之间的导电连接环节。第三，该壳体可以起到用于许多空心电导体和冷却剂管路的电力液压集总部分或者电力气压集总部分的作用。第四，该壳体可以起到在基于空心导体的线圈与用于馈入电流或输出电流的传统导电线路之间的电气接口作用。对此，该壳体可以包括触点环、触点销或触点夹。电绝缘套管优选是陶瓷套管。陶瓷构件且尤其是陶瓷套管最佳适合作为隔离件，因为陶瓷材料足够耐击穿，在大范围内是耐温的并且是足够耐压稳定的。例如，陶瓷套管可以在内外都被金属化，尤其是借助钢层。由此一来，金属化的陶瓷套管是可钎焊和可焊接的。通常，陶瓷套管具有约0.5mm的壁厚。代替陶瓷材料，该隔离件可以包含由塑料、玻璃、橡胶或硅树脂构成的电绝缘构件。尤其可以使用塑料套管、玻璃套管、橡胶套管或硅树脂套管来代替陶瓷套管。本发明的连接件最好呈T形件、Y形件或集总部分状。该集总部分集束或分隔例如2、3、4、8、12、16、20、24、36、48或更多的空心电导体，它们被用作单独导体或绞合线的导线。

该冷却剂管路最好通过陶瓷套管与该连接件连接。为了保证空心电导体足够深地插入连接件中，设有进深止挡。插入过深将会导致空心电导体与壳体或冷却剂管路短路。插入不够深将会因为至少存在于冷却循环的入口侧的高压力而导致不希望有的空心电导体从连接件中被顶出。以下的连接技术设置用于通过连接件连接冷却剂管路和空心导体：软钎焊，硬钎焊，超声波焊，压入，用压环拧入，与螺母螺纹接合，铆接，粘接，注入，用玻璃熔入，烧结或硫化。未被空心电导体占据的空心导体开口可利用相同技术被封闭。或者，代替空心电导体可以在空心导体开口中使用一段实心金属线作为塞子或实心金属线作为线圈接头，也在采用其中一种所述技术的情况下。

在具有由两个部分或多个部分构成的壳体的连接件中，这些壳体部分可以如下构成：它们在集拢时自动对中。对此，这些壳体部分例如包括截头圆锥形或截头锥体形的部分。

代替作为接触件的导电壳体与作为隔离件的电绝缘套管组合，电绝缘壳体可以是该隔离件，并且设置在该壳体之内或之处的用于电连接该空心导体开口的导体件是该接触件。与此无关地，该隔离件也能以电绝缘软管形式构成，其通向用于泵送冷却剂的泵。当所述壳体插入部由导电材料构成时，设于所述壳体与空心电导体之间的壳体插入部能起到接触件作用。当所述壳体插入部由电绝缘材料构成时，设于所述壳体与空心电导体之间的壳体插入部能起到隔离件作用。

在本发明的另一个实施方式中，第一组电连接的空心导体开口借助该隔离件或另一个隔离件与第二组电连接的空心导体开口电绝缘。这些组构成多个单独电路，它们例如用于传导交流电的不同相。除了两组和三组外，本发明也包含四组、五组或更多组。

在本发明的一个很有利的实施方式中，这些空心导体开口具有不同的直径。因此，唯一的连接件可以给具有不同直径的空心电导体供电。例如变压器的初级绕组和次级绕组可以具有不同的空心导体直径。

根据本发明，规定了以下材料，以便由此制造连接件：金属例如铜或钢，热塑性塑料，热固性塑料，陶瓷材料或玻璃。金属是导电的、易加工的且耐压的。热塑性塑料是略有弹性的，因此相对不易碎裂。热固性塑料是很不易变形的并且在大范围内耐热。陶瓷材料具有高强度并且其表面可以金属化，最好用铜、银或金，这对形成钎焊连接有利。玻璃是很耐电压的。

在本发明的一个替代实施方式中，该连接件不具有壳体。取而代之，一个空心电导体的自由端或者至少两个空心电导体的自由端直接设置在冷却剂管路的自由端内并且被固定在该冷却剂管路之上或之内，例如通过软钎焊、硬钎焊、超声波焊、压入、拧入内螺纹、用压环拧入、与螺母螺纹接合、铆接、粘接、注入、用玻璃熔入、烧结或者硫化。

电磁机械是众所周知的并且一般包括磁体单元和处于与磁体单元相互电磁作用中的导体单元，其中该导体单元具有至少一个电导体。在力求获得电磁机械的最佳功率时，该导体内的电流密度是最重要参数中的一个。在高电流密度下增强出现在导体内的热是限制功率的一个因素。为了避免该限制因素，高效散热迫在眉睫。在传统的电磁机械中，导体以导电且因而一般是热绝缘的金属线形式构成，因此只能实现不充分散热，并且实际可实现的电流密度因导体缺少充分散热能力而进一步低于理论上可能的电流密度。

因此，本发明的任务是提供一种根据前言所述类型的电磁机械，它提供最佳功率。

为了完成该任务，本发明提出一种根据前言所述类型的电磁机械，其中该电导体是根据本发明的空心电导体。针对空心电导体所描述的优点直接转用到电磁机械上。尤其是使用空心电导体的空心内腔作为冷却剂通路极其有利地允许高效散热，因为热在其生成的地方即在空心电导体的主体内被散走。因此实际上可以实现较高的电流密度。实验数据表明，长期运行中的电流密度从金属线导体时的6A/mm²增大至在本发明空心电导体时的24A/mm²至40A/mm²是可行的。随之而来的是：本发明的电磁机械提供高许多的功率。相比于尺寸相同的实心金属导线，空心电导体需要较少材料来形成导体，因而空心电导体有助于本发明的电磁机械具有减轻的总重。空心电导体尺寸可被设定为如此小，即在空心内腔中的基于毛细管力的作用不能忽略不计。在此情况下，空心电导体也可被称为毛细管导体。因为在高频下例如在超过10kHz、尤其超过30kHz、尤其最好超过100kHz下集肤效应变得明显许多，故实心金属导线的传导性内芯本来就不再是传导大电流强度所必需的。

根据本发明的空心导体同样适用于同步电机和异步电机。自励式同步电机不需要磁体，并且与负载相关的励磁电流再调整是可行的。因此，永磁体励磁式同步电机具备很好的单位功率重量。借助导体单元的内部的且因而直接的冷却，可以实现高的电流密度，其导致了更大的功率。另外，本发明的空心电导体可以被用于绕制例如用于同步电机的齿绕线圈。齿绕线圈可以在工艺技术上简单制造并且具有小的绕线头长度，因此提供更有效的铁磁性材料。异步电机也不需要磁体。另外，异步电机的转子可以很简单地以短路式转子形式构成。

另外，该电磁机械可以具有至少一个根据本发明的连接件。该连接件优选呈T形件、Y形件或者集总部分的形式构成。该连接件允许空心电导体与冷却剂管路的液压连通或气压连通、空心电导体的电连接和冷却剂管路的电断联。另外，以集总件形式构成的连接件结合或分隔多个空心电导体。

在本发明的一个尤其有利的实施方式中规定，该电磁机械具有冷却单元，其中该冷却单元包括泵和该空心电导体和或许连接件，其中该泵被构成为：泵送冷却剂经过该空心电导体。该泵可以直接被该电磁机械驱动，例如该泵可以与电磁机械的轴有效连接，或者间接借助单独的泵驱动装置。该连接件(如果有)最好作为本发明的连接件来构成。该冷却剂由电绝缘流体构成，其最好具有高的热容和高的导热系数。采用空心电导体作为电磁机械的冷却单元的构件允许很高效地散走“功率限定”的热量，因为所述热量(也被称为热能)在其出现的地方即在空心电导体的主体内被散走。因为散热优于现有技术，故本发明的电磁机械具备高许多的效率，进而具备最佳功率。在本发明的电磁机械中可以实现约为40A/mm²的电流密度，而水套冷却或油雾冷却只允许约为12A/mm²的电流密度，空冷只允许约为3A/mm²的电流密度。

在本发明的一个有利实施方式中规定，所述磁体单元和导体单元相对于一个转动轴线对称构成，关于该转动轴线同轴设置并且可绕该转动轴线彼此相对转动，在这里，所述磁体单元包括至少两个磁体，每个磁体具有一个北极和一个南极，并且该空心电导体交替具有感应有效部段和感应无效部段，其中在该导体单元相对于磁体单元的至少一个方位取向下，该感应有效部段只与存在于南极和北极之间的中性区相对设置。这种空心电导体相对于磁体的布置形式极其有利地实现了很有效的感应时间曲线，其对电磁机械的最佳功率贡献良多。本发明意义上的磁体不仅可以是永磁体，也可以是电磁体。电磁体一般具有线圈，借此将铁心磁化或励磁。具有电磁体的布置形式因此也被称为铁心励磁布置。中性区可以在唯一磁体的北极与南极之间、或者在至少两个相邻的或相互间隔的磁极之间形成。通常，磁极布置决定了中性区的几何形状伸展，它可能轮廓清晰或不明确的，并且是小或大的，例如几厘米至几十厘米。

在本发明的第一具体改进方案中，该磁体单元以外空心圆柱体和设于外空心圆柱体内的内空心圆柱体形式构成，在这里，在外空心圆柱体和内空心圆柱体之间设有用于容纳导体单元的间隙，并且中性区平行于转动轴线布置。这样的磁体单元在该间隙中提供磁场，该磁场最佳适用于有效经过设于该间隙内的导体单元并因此保证高的感应。外空心圆柱体和内空心圆柱体不可相对于转动轴线转动地相互连接。例如外空心圆柱体包括12个磁体，它们沿外空心圆柱体的周向就磁化而言相同取向地且均匀分散布置，从而得到了北-南-北-南的极顺序等等。因此，中性区不仅在从一个磁体的北极过渡至南极时被提供，也在两个相邻磁体之间被提供。与外空心圆柱体协调一致地，内空心圆柱体也包括12个磁体，它们沿与外空心圆柱体的周向相反的内空心圆柱体的周向就磁化而言相同取向地且均匀分散布置，从而得到北-南-北-南的极顺序，如此等等。如此选择外空心圆柱体相对于内空心圆柱体的取向，即在间隙这一侧的外空心圆柱体的每个北极与在间隙那一侧的内空心圆柱体的南极对置。因此，在从一个磁体的北极过渡至南极处、在空心圆柱体内的两个相邻磁体之间并且在两个通过间隙分隔开的磁极之间提供中性区。每个空心圆柱体的磁体数量也可以是2、4、6、8、10、16、20、24、28、32、36、40、80、120、160、200或500。大量的磁体在高转速和平均电流密度下导致本发明电磁机械的很高转矩。

在本发明的第二具体改进方案中，该磁体单元以第一圆盘和设置在第一圆盘旁边的第二圆盘形式构成，其中在第一圆盘和第二圆盘之间设有用于容纳导体单元的间隙，并且该中性区沿转动轴线的径向布置。这样的磁体单元在所述间隙内提供一个磁场，该磁场最佳适用于有效经过设于该间隙内的导体单元并因此保证高的感应。第一圆盘和第二圆盘不可相对于转动轴线转动地相互连接。例如，第一圆盘包括12个磁体，它们沿第一圆盘的周向就极性磁化而言相同取向地均匀分散布置，从而得到北-南-北-南的极顺序等等。因此，不仅在从一个磁体的北极过渡至南极处提供中性区，也在两个相邻磁体之间提供中性区。与第一圆盘协调一致地，第二圆盘也包括12个磁体，它们沿与第一圆盘周向相反的第二圆盘周向就磁化而言相同取向地均匀分散布置，从而得到北-南-北-南的极顺序等等。如此选择第一圆盘相对于第二圆盘的取向，即，在间隙这一侧的第一圆盘的每个北极与在间隙那一侧的第二圆盘的南极对置。因此，在从一个磁体的北极过渡至南极处、在第一圆盘内在两个相邻磁体之间和在两个通过间隙分隔开的磁极之间提供中性区。每个圆盘的磁体数量也可以是2、4、6、8、10、16、20、24、28、32、36、40、80、120、160、200或者500。大量磁体在高转速和平均电流强度下导致本发明电磁机械的很高的转矩。

电磁机械最好具有用于连接磁体单元的空心圆柱或圆盘的连接件。该连接件作为立体轭架用于加强在被构造用于容纳导体单元的区域内的磁场。

对于本发明的第一具体改进方案，该导体单元呈空心圆柱体状构成，其中该感应有效部段平行于该转动轴线布置。该空心圆柱体的直径最好等于该圆柱形间隙的直径。该空心圆柱体也优选具有这样的壁厚，其略小于该圆柱形间隙的宽度。因此，该导体单元恰好穿入磁体单元中，除了在导体单元和磁体单元之间的两个狭窄气隙。这样的磁体单元和导体单元的组合最佳适用于有效经过设于间隙内的导体单元并因此保证高感应。空心电导体呈环圈状布置并且与载体相连，尤其是嵌入载体的槽中并被浇注环氧树脂。导体环圈此时如此形成，即该感应有效部段比感应无效部段长。该空心电导体可以按照多个绕组形式布置，例如有2至100个且尤其是24个，即每层四个且共六层。

对于本发明的第二具体改进方案，该导体单元成圆盘状，在此，所述感应有效部段沿转动轴线的径向布置。圆盘最好具有略小于该间隙的宽度的厚度。因此该导体单元恰好穿入磁体单元，除了在导体单元与磁体单元之间的两个狭窄气隙。这样的磁体单元与导体单元的组合最佳适用于有效经过设于该间隙内的导体单元并因此保证了高感应。空心电导体呈环圈状布置并且与载体相连，尤其是被嵌入载体的槽中并被浇注环氧树脂。导体环圈此时如此形成，即该感应有效部段比该感应无效部段长。空心电导体可以按照多个绕组形式布置，例如有2至100个，尤其是24个，即每层四个绕组且共六层。

在本发明的更进一步实施方式中，该空心电导体以绞合线形式构成。绞合线包括许多单空心电导体，它们共同构成绞合线。相比于尺寸相同的实心金属线，绞合线具有大许多的表面，其在高频下例如在高于10kHz、尤其是高于30kHz、尤其优选高于100kHz时因为集肤效应而允许传导大电流，例如16A/mm²、20A/mm²或者24A/mm²导体横截面。对此，绞合线具有2至400个或更多的尤其是32个单空心导体，它们被相互电绝缘。被相互电绝缘的单空心导体将该空心电导体的大横截面分为单空心导体的多个且最好是许多个小横截面，这阻碍了降低效率的涡电流的生成。

本发明极其有利地规定，感应有效部段与感应无效部段的长度比大于或等于3:1，尤其是等于4:1、5:1、6:1、8:1、10:1、15:1、20:1或者30:1，因为只有感应有效部段用于将磁能转变成电能或反之，进而有益于电磁机械的效率。而感应无效部段降低所述效率，因为它们是阻碍电流传导且导致呈废热形式的能量损耗的电阻。一般，感应有效部段与感应无效部段的大于1:1的长度比已经造成任意设计的而非必然按照本发明的电磁机械的效率相比于具有同样长的感应有效部段和感应无效部段的电磁机械提高。

电磁机械可以设计成是无铁心的，就像尤其在本发明的第一和第二具体改进方案中那样。因为导体单元布置在磁体单元内，所以对于保证充分磁通流过导体单元而言，用于导体单元的铁心就不是必需的。因为没有铁心或金属片叠，该电磁机械的总重量轻，惯性小，不用忍受磁滞。因此，如此构造的电磁机械最佳适用于航空航天目的和强力加速和延缓并且具备高效率。

本发明的电磁机械可如此构成，磁体单元是电磁机械的转子尤其是双转子，而导体单元是电磁机械的定子。或者本发明规定，磁体单元可以是电磁机械的定子且尤其是双定子，而该导体单元是电磁机械的转子。一方面，第一替代可选方式可能是有利的，因为从空心电导体抽分出电压或者给空心电导体加载电压可以在设备方面简单地实现。另一方面，第二替代可选方式可能是有利的，因为导体单元因其自重比磁体单元轻而惯性小，从而转子在加速时耗能少。

本发明的电磁机械例如可以被用作电动机、发电机、电动机-发电机组合或者飞轮质量蓄能器且因此可被用在具有电驱动装置的两轮车或多轮车或者能量回收制动器、蒸汽透平、气体透平、风力发电机、机床、泵、模型飞行器、无人机和其它电动装置中。尤其是，根据本发明的电磁机械最适合具有高转速例如10kHz至100kHz或更高的应用场合。频率上限与设备相关地，由可供使用的电气或电子开关元件决定。根据应用场合的不同，可以放弃降低效率的传动机构。

本发明的空心电导体的另一个应用领域是作为电磁机械冷却单元的一部分的蒸发管。还要说明的是，在空心电导体的管状主体之内或之处可以安装超导材料以进一步改善导电性能。对此，例如在该电绝缘层下设置相应的管套以应对超导材料的弯曲性能和强度性能。在一个优选实施方式中，该空心电导体的主体包套有可选的隔离层，该隔离层包套有超导材料，该超导材料包套有绝缘层。该超导材料例如可以是陶瓷超导体，尤其是高温超导体。

附图说明

图1是根据本发明的空心电导体的透视示意图；

图2是包括本发明的三个空心电导体的绞合线的透视示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的连接件的透视示意图；

图4是根据本发明第二实施方式的连接件的透视示意图；

图5是根据本发明第二实施方式的连接件的一个可选部分的透视示意图；

图6是根据本发明第二实施方式的连接件的另一部分的透视示意图；

图7是根据本发明第三实施方式的连接件的剖视示意图；

图8是根据本发明第四实施方式的连接件的剖视示意图；

图9是根据本发明第五实施方式的连接件的剖视示意图；

图10是根据本发明第五实施方式的连接件的透视示意图；

图11是根据本发明第六实施方式的连接件的剖视示意图；

图12是根据本发明第七实施方式的连接件的剖视示意图；

图13是根据本发明第八实施方式的连接件的剖视示意图；

图14是根据本发明的连接件的壳体插入部的剖视示意图；

图15是根据本发明的连接件的壳体插入部的剖视示意图；

图16是根据本发明的连接件的壳体插入部的剖视示意图；

图17是根据本发明的连接件的壳体插入部的剖视示意图；

图18是根据本发明第一实施方式的电磁机械的示意图；

图19是根据本发明第二实施方式的电磁机械的磁体单元的透视示意图；

图20是根据本发明第二实施方式的电磁机械的导体单元的透视示意图；

图21是根据本发明第三实施方式的电磁机械的磁体单元的部分的透视示意图；

图22是根据本发明第三实施方式的电磁机械的导体单元的透视示意图；和

图23是示出用于本发明的电磁机械运行的按时间划分测得的主要参数的曲线图。

附图标记：

1空心电导体； 15接触件 25第二相

2主体 16隔离件 26第三相

3内腔 17插头部分 27电枢头

4层 18承插部分 28泵

10连接件 19壳体插入部 29换热器

11壳体 20电磁机械 30中性区

12内腔 21磁体单元 31感应有效部段

13空心导体开口 22导体单元 32感应无效部段

14冷却剂管路开口 24第一相 40电流密度

41压力 44第一时刻 N北极

42冷却剂温度 45第二时刻 S南极

43导体温度 46第三时刻

具体实施方式

参照附图来举例描述本发明，在此，从附图的视图中得到其它有利细节。牵扯到附图地，相同的附图标记表示本发明的相同部分。

图1示出根据本发明的空心电导体1的透视示意图。空心电导体1具有圆管形主体2的设计，该主体具有空心内腔3。主体2由导电材料构成，即由铜合金构成。另外，主体2具有外径和内径。主体2在主体2的外周面涂覆有由绝缘漆构成的电绝缘层4。内腔3将主体2的第一敞开端与主体2的第二敞开端液压和气压连通。外径等于3mm，而内径等于2mm。因此，外径与内径之比等于1.5:1。空心电导体1因其设定尺寸而极其有利地适合用于连续卷绕中小型电磁机械的电磁线圈。

图2示出包括三个本发明空心电导体1的绞合线的透视示意图。一般，绞合线包括从三个到数百个空心电导体1。如图2所示的空心电导体1借助由绝缘漆构成的层4被相对电绝缘。作为其替代方式，可以没有所述层4，从而空心电导体1将导电接触主体2的外周面。

图3示出根据本发明的连接件10的透视示意图。连接件10用于连接本发明的多个空心电导体1和冷却剂管路。图3所示的连接件10作为集总部分构成，用于电力液压汇聚或者用于分隔开多个空心电导体1。连接件10包括流体密封的壳体11，它具有空心内腔12。壳体11由两部分构成，但也可以是一体的或由多个部分构成。为了更好地理解本发明，壳体11如图所示被打开。另外，连接件10包括多个空心导体开口13，但为了概览起见而只示出九个在壳体11中的用于容纳空心电导体1的敞开端的空心导体开口和一个在壳体11中的用于容纳冷却剂管路的敞开端的冷却剂管路开口14。内腔12将空心导体开口13与冷却剂管路开口14液压气压连通。连接件10具有导电的接触件15和电绝缘的隔离件16，其中该接触件15被构造成电连接该空心导体开口13，并且该隔离件16电绝缘地设置在一方面是接触件15和空心导体开口13与另一方面是冷却剂管路开口14之间。在图3所示的连接件10中，接触件15是壳体11。由两部分式壳体11的一部分尤其以具有多个孔的接触片形式构成，该接触片按照过渡为触点环的方式形成。在所述孔的区域内，该接触片较粗地构成，因为穿过所述孔的空心电导体1在那里与接触片钎焊在一起。隔离件16以穿过壳体11的电绝缘套管的形式构成，在此，电绝缘套管的空心内部提供冷却剂管路开口14。电绝缘套管尤其是陶瓷套管。接触件15的触点环是唯一的馈电点，用于给这些空心电导体1通电。冷却剂管路开口14是唯一的液压馈送点，用于给这些空心电导体1供应冷却剂。相似的情况适用于在触点环处抽头电流或者排出冷却剂。触点环的内径约为10mm。冷却剂由电绝缘流体如变压器油、或者二氧化碳构成。

图4示出根据本发明第二实施方式的连接件10的透视示意图。连接件10作为起始件或末端件来构成，其在空心电导体1构成电磁线圈之前或之后将空心电导体1与冷却剂管路相连。连接件10具有模块化结构并且可以扩增任何的模块。壳体11由两部分构成并包括冷却剂管路开口14和空心导体开口13。可选地，壳体11的这两个部分借助电绝缘片被分开，就像人们可在图4的分解图中看到的那样。电绝缘片提供用于壳体11的两个部分的电绝缘的隔离件16。电绝缘片的隆起的边缘区充当垫片，用于间隔用于与连接件10模块相连接的夹紧装置，以避免壳体11的两个部分通过该夹紧装置而短路，并且充当导向机构，用于模块一致对准方向。电绝缘片可以具有或也可以没有隆起的边缘区。内腔12由多个孔构成，这些孔穿过全部构件，除了图4未示出的封板，并且在连接件10的组装状态下重合叠置。壳体11的两个部分可以彼此无关地由电绝缘材料或者导电材料构成。壳体11的两个部分最好由金属构成以提供足够耐压的壳体11。冷却剂管路开口14和空心导体开口13通过管形部段提供，所述管形部段或是壳体11部分的成形件，或是与壳体11部分分开的构件。

图5示出根据本发明第二实施方式的连接件10的可选部分的透视示意图。连接件10具有模块化结构并且可被扩增任意多个接触件15来容纳空心电导体1和作为隔离件16的电绝缘片。这些电绝缘片可以具有隆起的边缘区。若干接触件15可以相互短路，例如通过省掉电绝缘片，但在每个接触件15与冷却剂管路开口14之间设有至少一个电绝缘片，用于保持该冷却剂管路开口14电位中性。通过若干模块的堆叠，构建出该内腔12。

一般，模块化的连接件10最好具有夹紧装置，用于将连接件10的若干模块保持在一起。该夹紧装置可以包括居中的螺钉或螺纹杆或一个或多个外设的夹子。

图6示出根据本发明第二实施方式的连接件10的另一个可选部分的透视示意图。连接件10的接触件15呈星形构成并包括按六角形布置的六个空心导体开口13，它们对称包围内腔12。作为六个空心导体开口13的替代方式，连接件10可具有任意多的空心导体开口13，例如两个、三个、四个、五个、七个、八个、十个或更多。这些空心导体开口13也可无序布置。

图7示出根据本发明第三实施方式的连接件10的剖视示意图。连接件10是T形件并且配备有两个隔离件16，所述隔离件将金属壳体11与两个空心导体开口13电隔离。因此，两个空心电导体1和冷却剂管路被相互电绝缘。隔离件16是电绝缘套管，尤其是陶瓷套管，它们在内侧和外侧被金属化。用于连接空心电导体1的接触件15可以是被嵌在壳体11中的导线条，其从一个空心导体开口13延伸向另一个空心导体开口13。用于连接空心电导体1的接触件15也可以是外设的导电连接。图7没有示出这些可选的设计结构。壳体11由金属构成，但也可以由塑料构成。在内腔12中显示的箭头表示示例性的冷却剂流动方向。冷却剂从冷却剂管路经冷却剂管路开口14流入内腔12且从那里经空心导体开口13流入空心电导体1。因此，它是在冷却循环入口处在线圈前方的T形件。流动方向也可以颠倒过来。于是，该T形件在冷却循环出口处位于线圈后。

图8示出根据本发明第四实施方式的连接件10的剖视示意图。连接件10是T形件，其中该接触件15由金属壳体11构成，该隔离件16以穿过壳体11的电绝缘套管且尤其是陶瓷套管的形式构成。冷却剂管路开口14由陶瓷套管的空心内部提供。这两个空心导体开口13通过该金属壳体11相互导电连接。在内腔12中示出的箭头表示示例性的冷却剂流动方向。冷却剂从冷却剂管路经冷却剂管路开口14流入内腔12并从那里经空心导体开口13流入空心电导体1。因此，它是在冷却循环入口处在线圈之前的T形件。流动方向也可以颠倒过来。于是，该T形件在冷却循环出口处位于线圈后。

图9示出根据本发明第五实施方式的连接件10的剖视示意图。连接件10是用于汇集或分隔三个空心电导体1的集总部分(也见图10)。壳体11由两部分构成并包括插头部分17和承插部分18，插头部分由导电材料构成且构成空心导体开口13之间的接触件15，承插部分由电绝缘材料构成且构成隔离件16，在隔离件中形成该冷却剂管路开口14。插头部分17和承插部分18按可接合的方式构成，在此，密封圈用于使由插头部分17和承插部分18构成的内腔12是流体密封的。可选地，连接件10具有螺纹接合或卡口接合。在一个替代实施方式中，接触件15是承插且隔离件16是插入构成的，由此一来，所有的空心导体开口13和冷却剂管路开口14相互电绝缘。当接触件15是承插且为金属时，其边缘可被紧密滚卷或卷曲到凸形的隔离件16上。在另一个不同的实施方式中，插头部分17和承插部分18由电绝缘材料构成，例如由陶瓷材料构成。在这里，所有的空心导体开口13和冷却剂管路开口14也被相互电绝缘。

图10是根据本发明第五实施方式的连接件10的透视示意图。连接件10的插头部分17和承插部分18是组装的，以形成流体密封的壳体11。清楚看到在插头部分17中的三个空心导体开口13，在承插部分18中的冷却剂管路开口14被画出。

图11示出根据本发明第六实施方式的连接件10的剖视示意图。连接件10是Y形件。壳体11呈圆形构成并且由电绝缘材料构成。尤其是，该壳体11可以在纵向延伸中呈圆柱形、球形或环面形形成。该Y形件包括三个空心导体开口13和一个居中的冷却剂管路开口14。壳体11构成隔离件16。接触件15包括用于接触空心导体1的三个接触片和在图11中未示出的用于连接接触片的连接线。可选地，这些接触片不导电相连。在空心导体开口13中，壳体11加厚形成，以便提供足够的接触面以固定空心电导体1。另外，空心电导体1深入该内腔12中并且沿壳体11延伸地被弯曲。该Y形件最好设置在线圈后面在冷却循环的出口中，其中，冷却剂从空心电导体1流入内腔12。因为空心电导体1的弯曲布置形式，故在内腔12中出现涡流状流动，其允许冷却剂被很高效地送入冷却剂管路。深入内腔12中的空心电导体1可以至少部分被浇注塑料，在此，空心电导体1的自由端最好被弯曲以便与内腔12液压连通或气压连通。

除了连接件10的如图11所示的实施方式外，所有其它的连接件10也可包括内腔12，该内腔被倒圆或是圆形的并为此没有角或边。倒圆形状比有角形状或有边形状更耐压，这是因为在倒圆形状的情况下因内腔12中的高压而出现的缺口应力被减小。

图12示出根据本发明第七实施方式的连接件10的剖视示意图。连接件10由两部分构成，在此，连接件10的盖子在内表面具有倾斜的突出部用于在壳体11合拢时定中盖子。冷却剂管路开口14未被画出。每个空心导体开口13由壳体插入部19的空心内部提供。壳体插入部19作为进深止挡用于未画出的空心电导体1并且在由电绝缘材料构成的情况下是隔离件16。一般，壳体插入部19是导电构成的，而壳体11是电绝缘构成的，因此壳体11构成隔离件16。即，这两个空心导体开口13是相互电绝缘的。两个空心导体开口13之间的导电连接例如可借助如图16所示的双壳体插入部19实现。

图13示出根据本发明第八实施方式的连接件10的剖视示意图。连接件10具有圆形的横截面，在这里，沿横截面的圆周线等间距布置六个空心导体开口13。每个空心导体开口13由一个壳体插入部19的空心内部提供，在这里，壳体插入部19具有进深止挡并且可由电绝缘材料构成。一般，壳体插入部19是导电构成的，而壳体11是电绝缘构成的，因此壳体11构成隔离件16。就是说，这六个空心导体开口13是彼此电绝缘的。两个空心导体开口13之间的导电连接例如借助如图16所示的双壳体插入部19实现。

图14示出根据本发明的连接件10的壳体插入部19的剖视示意图。在电绝缘壳体11与在空心导体开口13内的空心电导体1之间，设有呈套管状的壳体插入部19。该套管被压入壳体11中或者另外与壳体11相连接，并且不具有用于空心电导体1的进深止挡，因此，它可被深移入壳体11中。空心电导体1与套管钎焊在一起(见深色区)。焊点是导电连接。

图15示出根据本发明的连接件10的壳体插入部19的剖视示意图。连接件10的空心导体开口13由穿过电绝缘壳体11的壳体插入部19的空心内部形成。空心电导体1与壳体插入部19钎焊在一起，就像通过深色所示的焊点表示的那样。焊点是导电连接。壳体插入部19明显突伸超过壳体11，借此，焊点足够远离壳体11以避免因不希望地散热至壳体11中而引起质量差的焊点。另外，壳体插入部19具有进深止挡，其允许空心电导体1就高质量钎焊而言的最佳定位。

图16示出根据本发明的连接件10的壳体插入部13的剖视示意图。壳体插入部19提供两个空心导体开口13且由导电材料构成，因而壳体插入部19作为两个空心电导体1之间的接触件15。这种壳体插入部19非常适合具有大电流的应用场合。壳体插入部19借助硫化与形成隔离件16的电绝缘壳体11相连接。空心电导体1一直插入到壳体插入部19内的直径缩小部，并与壳体插入部19焊接(见深色区)，但也可以是钎焊。直径缩小部用作进深止挡。

图17示出根据本发明的连接件10的壳体插入部19的剖视示意图。提供进深止挡的壳体插入部19被硫化到形成隔离件16的电绝缘壳体11中。

与具体实施方式无关地，壳体插入部19可以通过以下连接技术与壳体11相连接：软钎焊，硬钎焊，超声波焊，压入，拧入内螺纹中，用压环拧入，与螺母螺纹连接，铆接，粘接，注入，用玻璃熔入，烧结或硫化。螺纹连接可以无损坏地分离并且允许更换空心电导体1。另外，螺纹连接可以与粘接或上漆接合组合，以使得所述连接持久、抗振和流体密封。可选地可以采用密封片。

也与具体实施方式无关地，壳体插入部19可以由以下的材料构成：黄铜、铁、铜、银、金、铝或者所述材料的合金。

图18示出根据本发明第一实施方式的电磁机械20的示意图。电磁机械20包括磁体单元21和处于与磁体单元21的相互电磁作用中的导体单元22，其中该导体单元22具有三个电导体，即第一相24、第二相25和第三相26。这三相24、25和26被连接成星形电路或三角形电路。处于概览考虑，在图18中未示出磁体单元21。每一相24、25、26是一个根据本发明的空心电导体1。电磁机械20是三相交流同步电机，其中这三相24、25和26形成导体单元22。这些相24、25和26分散卷绕在电磁机械20的转子的六个电枢头27上。另外，电磁机械20包括冷却单元，其中该冷却单元包括泵28和所述空心电导体1。泵28泵送冷却剂经过空心电导体1。还设有换热器29用于在重新输送入空心电导体1之前冷却在流过之后变热的冷却剂，因而将热散发至环境或进一步的冷却装置。泵28和换热器29借助本发明的连接件10与所述空心电导体1相连。除了同步电机外，本发明也涵盖异步电机，在此，每个电机类型可以由一个或多个永磁体或电磁体激励。

图19示出根据本发明第二实施方式的电磁机械20的磁体单元21的透视示意图。磁体单元21以外空心圆柱体和设于外空心圆柱体中的内空心圆柱体形式构成。在外空心圆柱体和内空心圆柱体之间设有间隙用于容纳该导体单元22。中性区30平行于一个转动轴线布置。根据图19的磁体单元22呈双转子状构成并且每个空心圆柱体有十二个磁体。

图20示出根据本发明第二实施方式的电磁机械20的导体单元22的透视示意图。导体单元22呈空心圆柱体状构成。该空心圆柱体作为空心电导体1的承载体。感应有效部段31平行于转动轴线布置，感应无效部段32沿其切向布置。感应有效部段31与感应无效部段32的长度比为8:1。

图21示出根据本发明第三实施方式的电磁机械20的磁体单元21的一部分的透视示意图。第三实施方式是相对于转动轴线横截的布置形式。磁体单元21以第一圆盘和布置在第一圆盘旁的第二圆盘形式构成，其中第二圆盘在图21中未被示出。这些圆盘具有相同结构，但以彼此相反的顶面设置在转动轴线上，从而第二圆盘的南极S与第一圆盘的北极N相对，反之亦然。在第一圆盘和第二圆盘之间设有间隙用于容纳该导体单元22。中性区30沿该转动轴线的径向布置。根据图21的磁体单元21呈双转子状构成并且每个圆盘有十二个磁体。

图22示出根据本发明第三实施方式的电磁机械20的导体单元22的透视示意图。导体单元22以第一圆盘形式构成。该圆盘作为空心电导体1的承载体。感应有效部段31沿该转动轴线的径向布置，感应无效部段32沿切向布置。感应有效部段31与感应无效部段32的长度比为3:1。

图23示出曲线图，其示出用于本发明电磁机械20的运行的按时间划分测定的主要参数。以下参数是关于水平时间轴记录的：在电磁机械20的空心电导体1内的电流密度40；用于泵送冷却剂经过电磁空心导体1的泵28的压力41；在流过空心电导体1后的出口处的冷却剂温度42；以及在空心电导体1表面处的导体温度43。第一时刻44，电磁机械20被启动并且泵28还保持断开。在第一时刻44与第二时刻45之间，导体温度43明显升高，这是因为流过的电流加热未被主动冷却而散热不够的空心电导体1。在第二时刻45，电磁机械20继续运行并且泵28被接通。这导致压力41突增。在第二时刻45与第三时刻46之间，冷却剂温度42升高。相反，导体温度43迅速降低，这是因为现在充分利用冷却剂进行主动散热。从第三时刻46起，达到了用于电磁机械20运行的平衡状态，这种平衡状态适于长期运行。在平衡状态下，关键参数如下：电流密度40为36A/mm²，冷却剂温度42为53℃，并且导体温度43为36℃。