具有绕组头部的改进的冷却的电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电机，包括沿着转子轴线定向的定子、相对于转子轴线同心设置的定子和至少一个相对于转子轴线同心设置的绕组头部，所述绕组头部分别沿轴向方向从定子中伸出并且能够通过冷却介质流冷却。
【背景技术】
[0002]电机的绕组的绕组头部轴向地从磁活跃部件中伸出并且需要单独的冷却，所述冷却主要通过环流的冷却流体实现。尤其在大直径或低转速的机器中，其中所述机器的绕组头部借助空气或其他的气态介质冷却，由于低流速大多仅实现小的热传递系数。
[0003]通常，气态的冷却流体沿主要径向的且部分轴向的方向流动穿过绕组头部，其中在整个环周上观察，这尽可能均匀地进行。
[0004]从DE 10 2008 033 959 Al中已知一种电机，所述电机的绕组头部能够通过径向向外流动的冷却空气冷却，所述冷却空气随后能够通过相应的引导板沿环周方向偏转。在此，引导板比相应的绕组头部径向更向外地设置，并且覆盖环周的至少四分之三，使得冷却空气能够穿过环周的最大四分之一的剩余的开口向径向外部流出。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，改进电机的绕组头部的冷却。
[0006]所述目的在开始提出类型的电机中通过至少一个第一引导元件来实现，所述第一引导元件在流动技术方面设置在相应的绕组头部的上游，其中至少一个第一引导元件构成为，使得能够引起到相应的绕组头部的冷却介质流的流速提高。
[0007]通过至少一个第一引导元件能够有针对性地加速冷却介质流，所述冷却介质流在流动技术方面在第一引导元件的上游例如均匀地在朝相应的绕组头部的方向上指向。这能够通过如下方式实现:至少一个引导元件设置在相应的绕组头部的上游，并且冷却介质因此直接地迎流相应的第一引导元件。于是通过如下方式得到冷却介质流的流速度的提高:即至少一个第一引导元件引起为引导介质流提供的流横截面的收缩。通过到相应的绕组头部的冷却介质流的提高的流速度实现了更好地冷却相应的绕组头部。
[0008]例如，至少一个第一引导元件能够设置在电机的每个轴向区域中，在所述区域中也存在相应的绕组头部，其中至少一个第一引导元件比相应的绕组头部径向设置得更靠内。相应地，冷却介质流从径向内部指向径向外部，并且例如通过设置在相同的轴向区域中的鼓风机产生。替选地，冷却介质流能够从径向外部指向径向内部，并且至少一个引导元件相应地比相应的绕组头部径向设置得更靠外。也能考虑的是:设置在电机的相应的轴向端侧上的鼓风机产生冷却介质流，使得冷却介质流首先指向轴向中部，并且在绕组头部的轴向区域中例如通过偏转元件偏转到指向径向外部的冷却介质流中。因此，在这两种情况下，均匀向径向外部流动的冷却介质出现到至少一个第一引导元件上。在此，至少一个第一引导元件例如能够基本上构成为是空心柱形的。此外，冷却介质流的流向能够通过至少一个第一引导元件沿环周方向偏转。对此，至少一个第一引导元件例如能够具有附加的偏转元件。
[0009]替选地，至少一个第一引导元件能够设置在电机的轴向区域中，所述轴向区域位于电机的相应的绕组头部和相应的端侧之间。冷却介质相应地沿着朝相应的端侧的轴向方向在朝电机的相应的绕组头部的方向流动，并且流动能够通过鼓风机产生。因此，均匀地在朝电机的轴向中部的轴向方向上流动的冷却介质出现到至少一个第一引导元件上。在此，至少一个第一引导元件例如能够基本上环形地或盘形地构成。此外，至少一个第一引导元件能够具有附加的偏转元件，所述附加的偏转元件沿环周方向偏转冷却介质。
[0010]冷却介质流沿环周方向的偏转在此能够引起进一步改进相应的绕组头部的冷却，因为相应的绕组头部对于具有环周方向上的流分量的冷却介质流是可更好接近的，并且因此能够更好地冷却相应的绕组头部的否则难于接近的部位。
[0011]至少一个第一引导元件在此能够在环周方向上完全环绕地或仅部分环绕地构成，其中至少一个第一引导元件在此能够基本上相对于转子轴线同心地设置。
[0012]在本发明的一个有利的设计方案中，至少一个第一引导元件具有第一凹陷部。
[0013]第一凹陷部在此能够构成为第一开口、例如以引导穿过至少一个第一引导元件的孔的形式构成。在此，第一凹陷部或第一开口在流向上例如扩宽或渐缩。如果应附加地实现冷却介质流沿环周方向的偏转，那么第一凹陷部或第一开口不能够精确地沿着初始的流方向定向，而是附加地具有在环周方向上的分量。
[0014]在首先在径向方向伸展的冷却介质流中，第一凹陷部例如能够构成为在径向方向上引入到至少一个第一引导元件中的孔。为了实现沿环周方向偏转流向，相应的孔并不正好指向径向外部，而是分别沿着分别还具有沿环周方向的分量的线伸展。
[0015]在首先在轴向方向上伸展的冷却介质流中，第一凹陷部例如能够相应地构成为在轴向方向上引入到至少一个第一引导元件中的孔。为了实现沿环周方向偏转流向，相应的孔并不正好指向轴向方向，而是附加地具有沿环周方向的分量。
[0016]至少一个第一引导板的所述第一凹陷部或第一开口在此能够在冷却介质流方面作用为喷嘴，所述喷嘴将冷却介质流的流横截面收窄并因此引起提高流速度。有利地，喷嘴同时引起冷却介质流沿环周方向偏转，使得第一凹陷部或第一开口能够构成为偏转喷嘴。
[0017]在本发明的一个有利的设计方案中，至少一个绕组头部在此具有电导体，相应的绕组头部在所述电导体之间具有冷却通道，其中冷却介质流借助于第一凹陷部能够引导到冷却通道的至少一部分中
[0018]冷却介质例如能够通过如下方式形成:电导体分别根据距下一相邻的电导体的特定间距设置。特别地，电导体在电机的定子的槽中伸展，其中两个槽之间的间距大致对应于这种冷却通道的宽度。至少一个第一引导元件的第一凹陷部在此设置成，使得冷却介质流能够穿过第一凹陷部引导到冷却通道的至少一部分中，其中优选全部冷却通道都供应冷却介质流。
[0019]冷却通道通常沿径向方向伸展，这就是说，沿与将槽引导到定子中相同的方向。因为电导体从一个槽引导到另一槽中，所以冷却通道在此不总是正好沿轴向方向伸展，而是部分地在环周方向上扭转。
[0020]在初始径向的流向上，至少一个引导元件优选构成为，使得冷却介质流尤其沿着相应的绕组头部的整个轴向区域引导到冷却通道的位于径向内部的或位于径向外部的开口中，其中冷却通道沿着轴向方向的相应的开口的位置在环周方向上部分地能够类似于螺旋形状变化。
[0021]在初始轴向的流动方向上，至少一个第一引导元件优选构成为，使得能够实现冷却介质流沿如下环周方向偏转，绕组头部的导体也沿所述环周方向扭转。
[0022]匹配于冷却介质流的相应的初始的流向的、至少一个第一引导元件因此引起相应的绕组头部的尤其良好的冷却介质供应，使得绕组头部的导体在所有位置处都能够可靠地冷却。
[0023]在本发明的另一有利的设计方案中，在此，至少一个第一引导元件在至少一对第一凹陷部之间至少部分地构成为螺旋桨叶片形的。
[0024]通过螺旋桨叶片形状的至少一个第一引导元件的至少部分的设计方案，一方面能够引起到相应的绕组头部的冷却介质流的流速提高，并且另一方面，由此能够以有效的方式和方法实现冷却介质流在环周方向上的有利的偏转。附加地，至少一个第一引导元件的该设计方案允许降低冷却介质流的流损失。
[0025]在首先径向的流向中，螺旋桨叶片能够如鼓风机的能够产生冷却介质的径向的流向的螺旋桨叶片，或者在首先轴向的流向中例如类似于鼓风机的能够产生冷却介质的轴向的流向的螺旋桨叶片。对于径向的流向而言螺旋桨叶片例如能够如径向鼓风机的螺旋桨叶片那样成形，并且对于轴向的流向而言例如如轴向鼓风机的螺旋桨叶片那样成形。也能够