载流系统以及组装该载流系统的方法
【技术领域】
[0001]本发明的领域大致涉及载流系统，并且更具体地，涉及具有便于提高载流容量的至少一个异形母线的载流系统。
【背景技术】
[0002]现有载流系统一般包括在多个电气部件之间传输电力的一个或更多个实心导电母线。例如，母线可被用于在发电机与电动机之间传输电力。但是，已知的载流系统具有有限的载流容量，至少部分是由于与母线相关的热极限。更具体地，承载额定量的电流的已知母线对过热敏感，可能破坏母线、载流系统和/或联接至母线的电气装置。
[0003]一般地，母线的载流容量由在构造每一个母线中所使用的导电材料的量决定。具体地，当承载相等的电流时，增加母线中的导电材料的量有利于降低母线中的电流密度。降低的电流密度减小了由电阻电流损失引起的温度升高，并且使得能够承载额外的电流。但是，比如为铜的导电材料通常较昂贵和/或难以获取。因此，增加系统的载流容量的已知方法显著地增加了制造成本。
[0004]在其他的已知载流系统中，通过主动地冷却母线提高载流容量，例如利用比如为风扇或鼓风机的主动冷却装置。主动冷却装置使得空气流过母线，提高了从母线到周围空气的对流热交换。但是，主动冷却部件具有明显的缺点。例如，主动冷却部件一般需要单独的电源来进行操作、需要非常大的操作空间并且需要连续的维护以防止母线的过热。因此，具有主动冷却部件的载流系统比被动载流系统更加昂贵和制造复杂。
【发明内容】
[0005]在一个方面中，提供一种用于在多个电气装置之间传输电流的载流系统。载流系统包括具有第一轴向端部、第二轴向端部、从第一轴向端部向第二轴向端部延伸的导电杆以及限定在导电杆的至少一部分中的至少一个冷却特征的母线。载流系统还包括限定构造成容纳母线的母线通道的壳体，使得壳体至少部分地限制母线。载流系统还包括由至少一个冷却特征和壳体限定的排气孔，其中，排气孔与外界空气流动连通，以及冷却特征构造成便于来自外界空气的空气流过排气孔。
[0006]在另一方面中，提供一种用于在多个电气部件之间传输电力的母线。母线包括第一轴向端部、第二轴向端部和从第一轴向端部延伸至第二轴向端部的导电杆。柱至少部分地由壳体限制。母线还包括限定在导电杆的至少一部分中的至少一个冷却特征，至少一个冷却特征和壳体限定与外界空气流动连通的排气孔，至少一个冷却特征构造成便于外界空气流过排气孔。
[0007]优选地，所述至少一个冷却特征是凹口、切口、空隙空间和槽中的至少一种。
[0008]优选地，所述壳体具有从外界空气延伸至所述排气孔的空气通路，所述空气通路构造成将来自周围环境的空气输送通过所述至少一个冷却特征。
[0009]优选地，所述空气通路具有内部开口和与所述内部开口轴向地间隔开的外部开口，其中，所述内部开口位于所述外部开口的垂直上方。
[0010]优选地，所述导电杆具有包括顶部区域、底部区域和在所述顶部区域与所述底部区域之间延伸的基本实心的矩形中心区域的横截面轮廓。
[0011]优选地，所述顶部区域包括一对翅片，所述一对翅片以弯曲的方式背离所述中心区域延伸并且在其之间限定所述至少一个冷却特征。
[0012]在又一方面中，提供一种组装用于在多个电气部件之间传输电力的载流系统的方法。该方法包括提供具有第一轴向端部、第二轴向端部、从所述第一轴向端部向所述第二轴向端部延伸的导电杆以及限定在所述导电杆的至少一部分中的至少一个冷却特征的母线，以及将壳体联接至母线的至少一部分，其中，壳体的内表面至少部分地限制母线，其中，至少一个冷却特征和壳体的内表面限定排气孔，以及其中，至少一个冷却特征构造成便于外界空气流过排气孔。
[0013]优选地，将壳体联接至所述母线的至少一部分包括:将具有多个交替的凹部和凸部的第一挡板联接至第二挡板；以及将所述母线联接至所述多个凹部中的一个的内表面。
[0014]优选地，将壳体联接至所述母线的至少一部分包括将具有从外界空气延伸至所述排气孔的空气通路的壳体联接至所述母线的至少一部分。
[0015]优选地，将母线定位在母线通道中包括将具有包括顶部区域、底部区域和在所述顶部区域与所述底部区域之间延伸的基本实心的矩形中心区域的横截面轮廓的母线定位在母线通道中。
【附图说明】
[0016]图1是用于在多个电气部件之间传输电力过程中使用的示例性载流系统的分解图。
[0017]图2是图1所示的载流系统的轴向截面图。
[0018]图3是图1所示的载流系统的侧视截面图。
[0019]图4是用于在多个电气部件之间传输电力的过程中使用的母线的透视图。
[0020]图5是图4中所示的母线的示例性截面轮廓的视图。
[0021]图6是图4中所示母线的第一可替代截面轮廓的视图。
[0022]图7是图4中所示母线的第二可替代截面轮廓的视图。
[0023]图8是图4中所示母线的第三可替代截面轮廓的视图。
[0024]图9是图4中所示母线的第四可替代截面轮廓的视图。
[0025]图10是图4中所示母线的第五可替代截面轮廓的视图。
【具体实施方式】
[0026]本文中描述的载流系统具有带有至少一个冷却特征的异形母线。该冷却特征便于通过母线增加对流热交换以及减少用于制造母线的导电材料的量。因此，本文中描述的载流系统具有减少的投资成本。本文中描述的载流系统还具有增大的载流容量。此外，本文中描述的载流系统很少会过热以及被损坏。
[0027]图1是在多个电气装置(未示出)之间传输电流时使用的示例性载流系统10的分解视图。载流系统10具有构造成在多个电气装置之间输送电流的至少一个母线12。母线12包括第一轴向端部14、第二轴向端部16和在第一轴向端部14与第二轴向端部16之间延伸的导电杆18。导电杆18由导电材料制造，例如但不限于铜、铝、金、锌、镍、银和/或使母线12能够将电流从一个电气装置传输到另一个电气装置的任何其他材料。在示例性实施例中，母线12还包括从第一轴向端部14到第二轴向端部16限定在导电杆18中的冷却特征20，即凹口、槽、切口和/或空隙空间。可替代地，冷却特征20可以限定在导电杆18的仅一部分中。冷却特征20便于改善通过母线12的对流热交换。另外，冷却特征20便于通过减少在制造用于相同额定电流的母线12中使用的导电材料的量来降低母线12的成本。
[0028]在示例性实施例中，母线12以挤出工艺制造，在挤出工艺过程中，导电材料被迫使通过成型模，使得导电杆18具有与模具相符的基本均匀的横截面形状。可替代地，母线12可以利用能够使母线12如在本文中所述的那样起作用的任何其他工艺制造。母线12被构造成传输用于任何类型的电力的电流，比如，例如DC(直流)电力、单相AC(交流)电力和/或真正的三相电力。
[0029]在示例性实施例中，母线12相对于地基本垂直地定向，使得冷却特征20内的温暖的空气沿着导电杆18朝向第一轴向端部14基本垂直地上升。可替代地，母线12可以相对于地以任何角度定向，使得温暖的空气朝向第一轴向端部14上升。
[0030]载流系统10还包括至少部分地限制母线12的壳体22。更具体地，壳体22包括第一挡板24和联接至第一挡板24的第二挡板26。在示例实施例中，第一挡板24和第二挡板26由实心介电材料制造，例如但不限于纤维板(glastic)、玻璃、瓷料、塑料、娃、石英等等。可替代地，第一挡板24和第二挡板26可以由任何类型的材料制造，只要第一挡板24的内表面28和第二挡板26的内表面30电绝缘即可。在一个实施例中，第一挡板24具有由多个交替的凹部32和凸部34限定的轴向横截面轮廓，使得当组装时壳体22限定构造成容纳母线12的至少一个母线通道(在图1未示出)。
[0031]图2是具有至少一个异形母线12以便于对流热交换的载流系统10(图1所示)的横截面图。第一挡板24具有多个交替的凹部32和凸部34，使得第一挡板24具有基本波纹状的横截面轮廓。在一个实施例中，第一挡板24整体上具有均匀的横截面轮廓。可替代地，凹部32和凸部34在整个第一挡板24上可以具有变化的宽度。第二挡板26具有基本矩形的横截面轮廓并且联接至第一挡板24。更具体地，第二挡板26的内表面30与第一挡板24的内表面28在每个凸部34处联接。此外，凹部32在内表面28与内表面30之间限定多个母线通道36。在示例性实施例中，凹部32和凸部34为基本矩形形状，使得母线通道36具有基本矩形轮廓。可替代地，凹部32和凸部34可以具有使得母线通道36能够如本文中所描述的那样操作的任何形状。例如，母线通道36可以具有基本半球形、圆形、梯形或其他成形的轮廓。在