DE102016200635A1 - Rotor laminated core for an electric machine - Google Patents
Rotor laminated core for an electric machine Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016200635A1 DE102016200635A1 DE102016200635.5A DE102016200635A DE102016200635A1 DE 102016200635 A1 DE102016200635 A1 DE 102016200635A1 DE 102016200635 A DE102016200635 A DE 102016200635A DE 102016200635 A1 DE102016200635 A1 DE 102016200635A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sheets
- winding grooves
- offset
- rotor
- laminated core
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Ceased
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Processes or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/021—Magnetic cores
-
- 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
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
- H02K9/02—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine
- H02K9/04—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium
- H02K9/06—Arrangements for cooling or ventilating by ambient air flowing through the machine having means for generating a flow of cooling medium with fans or impellers driven by the machine shaft
-
- 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
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/26—Rotor cores with slots for windings
- H02K1/265—Shape, form or location of the slots
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2209/00—Specific aspects not provided for in the other groups of this subclass relating to systems for cooling or ventilating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Rotorblechpaket (2) für eine elektrische Maschine, wobei das Rotorblechpaket (2) mehrere in einer Stapelrichtung gestapelte Bleche (7) umfasst. Die Bleche (7) weisen jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Durchbrüche (8) auf, welche die Stirnseiten des jeweiligen Blechs (7) miteinander verbinden, und die Bleche (7) umfassen jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Wicklungsnuten (11). Die Durchbrüche (8) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) sind in einer Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) derart versetzt zueinander angeordnet, dass bei deckungsgleichen Wicklungsnuten (11) mehrere durch das Rotorblechpaket (2) verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle (9) gebildet werden. Dabei sind die Wicklungsnuten (11) von in der Stapelrichtung (L) versetzten Blechen (7) in der Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) um wenigstens einen Nutsprung (13) versetzt zueinander angeordnet. Die Wicklungsnuten (11) und die Durchbrüche (8) sind weiterhin äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei die Steigung der Kühlkanäle (9) abhängig ist von der Anzahl der Nutsprünge (13), um welchen die Durchbrüche (8) in Umfangsrichtung (U) der Bleche (7) versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche TD und einer Teilung der Wicklungsnuten TW.The invention relates to a rotor core (2) for an electrical machine, wherein the rotor core (2) comprises a plurality of laminations (7) stacked in a stacking direction. The sheets (7) each have a plurality of annularly arranged openings (8), which connect the end faces of the respective sheet metal (7), and the sheets (7) each comprise a plurality of annularly arranged winding grooves (11). The apertures (8) of sheets (7) offset in the stacking direction (L) are offset in a circumferential direction (U) of the sheets (7) such that a plurality of winding slots (11) extend through the rotor laminated core (2). helical spindle-shaped cooling channels (9) are formed. The winding grooves (11) of sheets (7) offset in the stacking direction (L) in the circumferential direction (U) of the sheets (7) are offset relative to one another by at least one groove jump (13). The winding grooves (11) and the apertures (8) are further arranged equidistantly from one another, wherein the pitch of the cooling channels (9) is dependent on the number of groove jumps (13) around which the openings (8) in the circumferential direction (U) Plates (7) offset from one another, a pitch of the openings TD and a pitch of the winding grooves TW.
Description
Die Erfindung betrifft ein Rotorblechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eine luftgekühlte elektrische Maschine. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines vorstehend genannten Rotorblechpakets.The invention relates to a rotor laminated core for an electric machine, in particular an air-cooled electric machine. Furthermore, the invention relates to a method for producing a rotor laminated core mentioned above.
Bei elektrischen Maschinen ist ein leistungsbegrenzender Faktor die Qualität von Verlustwärmeabfuhr. Besonders bei Ausführungen, bei denen temperaturbelastete Teile innerhalb der elektrischen Maschine nicht direkt durch ein Kühlmedium gekühlt werden, ist eine Ausnutzung eingesetzter Aktivmasse unter Umständen nicht optimal. Spezielle Zonen, bei denen eine Abfuhr von Wärme innerhalb einer elektrischen Maschine problematisch sein kann, sind insbesondere Stator-Wickelköpfe und ein Rotor der elektrischen Maschine.In electric machines, a performance limiting factor is the quality of dissipated heat dissipation. In particular, in embodiments in which temperature-stressed parts are not cooled directly by a cooling medium within the electrical machine, an utilization of active material used may not be optimal. Special zones, in which a dissipation of heat within an electrical machine can be problematic, are in particular stator winding heads and a rotor of the electric machine.
Rotoren für elektrische Maschinen werden üblicherweise aus einem Rotorblechpaket aufgebaut, welches aus einzelnen in Längsrichtung des Rotors gestapelten Blechen zusammengesetzt ist. Die einzelnen Bleche des Rotorblechpakets werden dabei in der Regel deckungsgleich in axialer Richtung gestapelt.Rotors for electrical machines are usually constructed from a rotor core, which is composed of individual sheets stacked in the longitudinal direction of the rotor. The individual sheets of the rotor laminated core are usually stacked congruent in the axial direction.
Es ist weiterhin eine Luftkühlung eines Rotorblechpakets bekannt, gemäß welcher zwei motoreigene Lüfter, welche vorzugsweise an Kurzschlussringen angeformt sind, ein Kühlmedium in zwei unabhängige, offene Kreisläufe fördern. Nachdem das Kühlmedium Wärme des Rotorblechpakets aufgenommen hat, wird es nach außen transportiert.It is also known an air cooling of a rotor core, according to which two engine-specific fans, which are preferably formed on short-circuit rings, promote a cooling medium in two independent, open circuits. After the cooling medium has absorbed heat of the rotor core, it is transported to the outside.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rotorblechpaket der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine verbesserte Wärmeabfuhr insbesondere im Bereich des Rotors einer elektrischen Maschine ermöglicht, insbesondere bei einer luftgekühlten elektrischen Maschine, und dadurch eine Leistungssteigerung der elektrischen Maschine bei gleichbleibendem Bauvolumen ermöglicht.It is an object of the present invention to provide a rotor core of the type mentioned above, which enables improved heat dissipation, in particular in the region of the rotor of an electric machine, in particular in an air-cooled electric machine, thereby enabling an increase in performance of the electric machine with constant volume.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der folgenden Beschreibung sowie der Figuren.The object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the following description and the figures.
Das erfindungsgemäße Rotorblechpaket für eine elektrische Maschine, insbesondere eine luftgekühlte elektrische Maschine, umfasst mehrere in einer Stapelrichtung gestapelte Bleche. Die Bleche weisen jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Durchbrüche auf, welche die Stirnseiten des jeweiligen Blechs miteinander verbinden. Weiterhin umfassen die Bleche jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Wicklungsnuten. Die Durchbrüche von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet, dass bei deckungsgleichen Wicklungsnuten mehrere durch das Rotorblechpaket verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle gebildet werden. Die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind dabei in der Umfangsrichtung der Bleche um wenigstens einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet. Weiterhin sind die Wicklungsnuten und die Durchbrüche äquidistant zueinander angeordnet, und die Steigung der Kühlkanäle ist abhängig von der Anzahl der Nutsprünge, um welchen die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche TD und einer Teilung der Wicklungsnuten TW. Die Stapelrichtung verläuft insbesondere in einer Längsrichtung des Rotors. Bei den Blechen handelt es sich jeweils um einzelne Bleche, insbesondere um kongruente Bleche, welche identische Oberflächen aufweisen. Besonders bevorzugt sind alle Bleche des Rotorblechpakets baugleich, das heißt es handelt sich um identische Bauteile. Die Bleche sind weiterhin bevorzugt im Wesentlichen ringförmig, so dass das Rotorblechpaket insbesondere von einer im Wesentlichen hohlzylinderförmigen Gestalt ist.The rotor core of the invention for an electrical machine, in particular an air-cooled electric machine, comprises a plurality of sheets stacked in a stacking direction. The sheets each have a plurality of annularly arranged openings, which connect the end faces of the respective sheet together. Furthermore, the sheets each comprise a plurality of annularly arranged winding grooves. The apertures of staggered in the stacking direction sheets are offset in a circumferential direction of the sheets arranged in such a way that a plurality of winding grooves extending through the rotor laminated core, helical spindle-shaped cooling channels are formed at the same winding grooves. The winding grooves of offset in the stacking direction sheets are offset in the circumferential direction of the sheets by at least one groove jump offset from one another. Furthermore, the winding grooves and the apertures are arranged equidistant from each other, and the slope of the cooling channels is dependent on the number of groove jumps around which the apertures in the circumferential direction of the sheets are offset from each other, a pitch of the openings T D and a pitch of the winding grooves T W. , The stacking direction extends in particular in a longitudinal direction of the rotor. The sheets are each individual sheets, in particular congruent sheets, which have identical surfaces. With particular preference, all the laminations of the rotor laminations are identical in construction, that is to say they are identical components. The sheets are also preferably substantially annular, so that the rotor laminated core is in particular of a substantially hollow cylindrical shape.
Die Bleche umfassen jeweils mehrere kreisringförmig angeordnete Aussparungen, welche die Wicklungsnuten der einzelnen Bleche bzw. des Blechpakets bilden. Bevorzugt sind die Wicklungsnuten äquidistant zueinander und entlang eines äußeren Umfangs der Bleche angeordnet. Jedes Blech des Rotorblechpakets umfasst mehrere Durchbrüche, welche zwischen dem äußeren Umfang des Blechs, insbesondere zwischen den dort angeordneten Wicklungsnuten, und einer zentralen Bohrung des Blechs zur Lagerung des Blechs auf einer Rotorwelle angeordnet sein können.The sheets each comprise a plurality of annularly arranged recesses which form the winding grooves of the individual sheets or the laminated core. Preferably, the winding grooves are arranged equidistant from one another and along an outer circumference of the metal sheets. Each sheet of the rotor lamination stack comprises a plurality of apertures which can be arranged between the outer circumference of the sheet, in particular between the winding grooves arranged there, and a central bore of the sheet for supporting the sheet on a rotor shaft.
Weiterhin sind die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen bei deckungsgleichen Wicklungsnuten in einer Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet. Mit „deckungsgleich” ist in diesem Zusammenhang gemeint, dass die gedachten Kreisringe, entlang derer die Wicklungsnuten angeordnet sind, jeweils von einem Blech zu einem unmittelbar benachbarten Blech in Stapelrichtung kongruent übereinander liegen. Dies führt in dem zusammengesetzten Blechpaket zu einer Schränkung der Durchbrüche, welche auf den in Stapelrichtung versetzt bzw. spiralförmig zueinander angeordneten Blechen vorgesehen sind. Mit anderen Worten sind die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen derart verdreht bzw. tordiert zueinander angeordnet, dass in der Gesamtheit mehrere schraubenspindelförmige Kühlkanäle ausgebildet werden, wobei das Design der Kühlkanäle auf dem Prinzip der archimedischen Schraube beruht.Furthermore, the winding grooves of staggered sheets in the stacking direction are arranged offset in the same direction winding grooves in a circumferential direction of the sheets to each other. By "congruent" is meant in this context that the imaginary circular rings, along which the winding grooves are arranged, each of a sheet to an immediately adjacent sheet in the stacking direction are congruent superimposed. This results in the composite laminated core to a limitation of the openings, which are provided on the staggered in the stacking direction or spirally arranged sheets. In other words, the winding grooves of sheets offset in the stacking direction are twisted relative to one another in such a way that a plurality of spiral spindle-shaped cooling channels are formed as a whole, the design of the cooling channels being based on the principle of the Archimedean screw.
Die Durchbrüche sind äquidistant zueinander angeordnet, wodurch parallel zueinander verlaufende Kühlkanäle gebildet werden können, welche eine besonders gleichmäßige Wärmeabfuhr aus dem Rotorblechpaket ermöglichen. Zwischen benachbarten Durchbrüchen bildet das Blech jeweils eine Speiche aus. Das entstehende Speichen-Design gemäß dieser Ausführungsform ermöglicht eine hohe Rotorsteifigkeit bzw. Rotorfestigkeit und eine Übertragung hoher Drehmomente. The openings are arranged equidistant from each other, whereby parallel cooling channels can be formed, which allow a particularly uniform heat dissipation from the rotor core. Between adjacent breakthroughs, the sheet each forms a spoke. The resulting spoke design according to this embodiment enables a high rotor rigidity and a high torque transmission.
Die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen sind in der Umfangsrichtung der Bleche um wenigstens einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet. Ein Nutsprung ist hierbei der umfängliche Abstand bzw. der Winkelabstand zweier benachbarter Wicklungsnuten zueinander. Diese Maßeinheit zur Verschiebung bzw. zur versetzten Anordnung ermöglicht eine besonders einfache und exakte Fertigung des Blechpakets mit durch die Durchbrüche ausgebildeten schraubenspindelförmigen Kühlkanälen.The winding grooves of offset in the stacking direction sheets are offset in the circumferential direction of the sheets by at least one groove jump. A groove jump here is the circumferential distance or the angular distance between two adjacent winding grooves to each other. This unit for displacement or staggered arrangement allows a particularly simple and accurate production of the laminated core with trained by the breakthroughs screw-shaped cooling channels.
Dadurch, dass die Wicklungsnuten und die Durchbrüche äquidistant zueinander angeordnet sind, wird eine besonders einfache und leicht berechenbare Anpassung der Förderung von Kühlmedium (insbesondere gasförmige Medien und Aerosole) durch die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle bzw. des Abtransports thermisch beladenen Kühlmittels, z. B. Luft, ermöglicht, was weiterhin in Abhängigkeit von einer vorgegebenen Drehzahl, einem Innen- und Außendurchmesser der jeweiligen Kühlkanäle, des Befüllgrades der Kühlkanäle und der Reibung des Kühlmediums in den schraubenspindelförmigen Kühlkanälen erfolgt.The fact that the winding grooves and the openings are arranged equidistant from each other, a particularly simple and easily calculable adaptation of the promotion of cooling medium (in particular gaseous media and aerosols) by the helical-shaped cooling channels or the removal of thermally laden coolant, z. As air, which continues to take place depending on a predetermined speed, an inner and outer diameter of the respective cooling channels, the Befüllgrades the cooling channels and the friction of the cooling medium in the helical-spindle cooling channels.
Die Steigung der Kühlkanäle, insbesondere die Steigung von einem Blech zu einem in Stapelrichtung unmittelbar benachbarten, versetzt angeordneten Blech (im Folgenden: Steigung pro Blech SB), ist abhängig von der Anzahl x der Nutsprünge, um welchen die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche TD und einer Teilung der Wicklungsnuten TW.The pitch of the cooling channels, in particular the pitch of a sheet metal to a staggered immediately adjacent in the stacking direction, arranged sheet metal (hereinafter: pitch per sheet S B ), is dependent on the number x of the groove jumps, which offset the openings in the circumferential direction of the sheets are arranged to each other, a division of the openings T D and a pitch of the winding grooves T W.
Die Teilung der Durchbrüche TD ergibt sich aus dem vollem Kreisumfang (360°) des gedachten Kreisringes, auf welchem die Durchbrüche angeordnet sind, geteilt durch die Anzahl der äquidistant verteilten Durchbrüche. Sind beispielsweise 6 Durchbrüche kreisringförmig angeordnet, so ergibt sich eine Teilung der Durchbrüche TD von 60° (= 360°/6).The pitch of the apertures T D results from the full circumference (360 °) of the imaginary circular ring on which the apertures are arranged, divided by the number of equidistantly distributed apertures. If, for example, 6 openings are arranged in a circular ring, the result is a division of the openings T D of 60 ° (= 360 ° / 6).
Auf ähnliche Weise ergibt sich die Teilung der Wicklungsnuten TW aus dem vollem Kreisumfang (360°) des gedachten Kreisringes, auf welchem die Wicklungsnuten angeordnet sind, geteilt durch die Anzahl der äquidistant verteilten Wicklungsnuten. Sind beispielsweise 60 Wicklungsnuten kreisringförmig angeordnet, so ergibt sich eine Teilung der Wicklungsnuten TW von 6° (= 360°/60).Similarly, the pitch of the winding grooves T W results from the full circumference (360 °) of the imaginary annulus on which the winding grooves are disposed, divided by the number of equidistantly distributed winding slots. If, for example, 60 winding grooves are arranged in a circular ring, the result is a division of the winding grooves T W of 6 ° (= 360 ° / 60).
Die Steigung pro Blech SB lässt sich dann mittels der folgenden Formel berechnen: SB = TD – x·TW. Die Winkeldistanz SBP, welchen die Kühlkanäle innerhalb des Blechpakets zurücklegen, ergibt sich aus der Steigung pro Blech SB multipliziert mit der Anzahl N der Bleche des Blechpakets, das heißt SBP = SB·N.The slope per sheet S B can then be calculated using the following formula: S B = T D -x T W. The angular distance S BP , which cover the cooling channels within the laminated core, results from the pitch per sheet S B multiplied by the number N of sheets of the laminated core, that is S BP = S B · N.
Durch die Kühlkanäle des Rotors kann ein gasförmiges Kühlmedium geleitet werden, z. B. ein kühlender Luft-Volumenstrom, wobei das Kühlmedium aus der Umgebung des Rotors bzw. der elektrischen Maschine angesaugt und nach Durchströmen der Kühlkanäle wieder an die Umgebung entlassen werden kann. Somit wird eine Durchzugsbelüftung mit einem offenen Kreislauf ermöglicht. Alternativ zu einem kühlenden Luft-Volumenstrom ist das Rotorblechpaket mit seinen schraubenspiralförmigen Kühlkanälen auch dazu eingerichtet, ein Kühlmedium wie beispielsweise Öl (insbesondere hochviskoses Öl oder ein Getriebeöl), einen Ölschaum oder allgemein Aerosole durch die Kühlkanäle zu fördern. Unter bestimmten Bedingungen ist auch bei hohem Blasenanteil ein geräuscharmer Betrieb des Rotors bzw. der elektrischen Maschine möglich.Through the cooling channels of the rotor, a gaseous cooling medium can be passed, for. B. a cooling air flow rate, wherein the cooling medium can be sucked from the environment of the rotor or the electric machine and released after flowing through the cooling channels back to the environment. Thus, a draft ventilation is made possible with an open circuit. As an alternative to a cooling air volume flow, the rotor laminated core with its helical spiral cooling channels is also set up to convey a cooling medium, such as oil (in particular highly viscous oil or a gear oil), an oil foam or generally aerosols through the cooling channels. Under certain conditions, a low-noise operation of the rotor or the electric machine is possible even at high bubble content.
Sofern das Rotorblechpaket im Betrieb der elektrischen Maschine rotiert, drehen sich auch die schraubenspindelförmigen Kühlkanäle innerhalb des Rotorblechpakets. Auf diese Weise kann Kühlmedium nach dem Prinzip einer Schneckenpumpe durch die Kühlkanäle gefördert werden, wobei die Kühlkanäle als Kammern der Schneckenpumpe zur Förderung von Kühlmedium dienen. Die äußere Kontur der Kühlkanäle wird durch die Form bzw. die Kontur der Durchbrüche in den einzelnen Blechen bestimmt. Auf eine mögliche Fördermenge kann hierbei insbesondere über die Drehzahl des Rotorblechpakets, den Innen- und Außendurchmesser und insbesondere über die Steigung der Kühlkanäle sowie über die Reibung des Kühlmediums an den Innenwänden der Kühlkanäle Einfluss genommen werden.If the rotor laminated core rotates during operation of the electric machine, the helical spindle-shaped cooling channels also rotate within the rotor laminated core. In this way, cooling medium can be conveyed through the cooling channels according to the principle of a screw pump, wherein the cooling channels serve as chambers of the screw pump for conveying cooling medium. The outer contour of the cooling channels is determined by the shape or the contour of the openings in the individual sheets. In this case, a possible flow rate can be influenced, in particular via the rotational speed of the rotor lamination stack, the inner and outer diameter and in particular via the pitch of the cooling channels and the friction of the cooling medium on the inner walls of the cooling channels.
Das erfindungsgemäße Rotorblechpaket ermöglicht eine Förderung von Kühlmedium und dadurch einen besonders intensiven axialen Durchzug von Kühlmedium durch das Rotorblechpaket und insbesondere eine aktive Kühlung durch einen Abtransport von thermisch beladener Luft. Der schraubenspindelförmige Verlauf des Kühlkanals stellt dabei eine besonders große Wärmeübertragungsfläche bereit, wodurch eine verbesserte durchzugsbelüftete Wärmeabfuhr bzw. Kühlung insbesondere des Rotors ermöglicht wird.The rotor laminated core according to the invention enables a delivery of cooling medium and thereby a particularly intensive axial passage of cooling medium through the rotor core and in particular an active cooling by a removal of thermally laden air. The screw-spindle-shaped course of the cooling channel thereby provides a particularly large heat transfer surface, whereby an improved Durchzugsbelüftete heat dissipation and cooling, in particular of the rotor is made possible.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen von einem Blech zu einem unmittelbar benachbarten Blech in der Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann durch die Durchbrüche ein Kühlkanal mit besonders kleinem Steigungswinkel ausgebildet werden. Dadurch kann ein durch den wenigstens einen Kühlkanal geleiteter Volumenstrom an Kühlmittel an einer besonders großen Oberfläche des Kühlkanals vorbeiströmen und dabei besonders viel Wärme des Rotors aufnehmen.According to one embodiment, it is provided that the winding grooves of in the Stacking direction staggered sheets from a sheet to an immediately adjacent sheet in the circumferential direction of the sheets are offset from each other. By this arrangement can be formed by the openings a cooling channel with a particularly small pitch angle. As a result, a volume flow of coolant conducted through the at least one cooling channel can flow past a particularly large surface of the cooling channel and thereby absorb a particularly large amount of heat from the rotor.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass an einer Stirnseite des Rotorblechpakets ein Lüfter-Laufrad angeordnet ist. Durch das Lüfterrad kann der durch den wenigstens einen Kühlkanal geförderte Volumenstrom weiter erhöht werden. Das Lüfter-Laufrad kann an einem Kurzschlussring angeformt sein. Unter „angeformt” ist in diesem Zusammenhang insbesondere zu verstehen, dass das Lüfter-Laufrad in einen Kurzschlussring des Rotors integriert ist, das heißt der Kurzschlussring und das Lüfter-Laufrad sind einteilig miteinander verbunden. Dies ermöglicht eine Gewichtsreduzierung des Rotors und einen geringeren Fertigungsaufwand.According to a further embodiment it is provided that a fan impeller is arranged on an end face of the rotor laminated core. By the fan wheel of the funded by the at least one cooling passage volume flow can be further increased. The fan impeller can be molded onto a short-circuit ring. By "molded" is to be understood in this context in particular that the fan impeller is integrated into a short-circuit ring of the rotor, that is, the short-circuit ring and the fan impeller are integrally connected. This allows a weight reduction of the rotor and a lower manufacturing cost.
Die erfindungsgemäße luftgekühlte elektrische Maschine umfasst ein vorstehend beschriebenes erfindungsgemäßes Rotorblechpaket.The air-cooled electric machine according to the invention comprises an above-described rotor core packet according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rotorblechpakets für eine elektrische Maschine, insbesondere eine luftgekühlte elektrische Maschine, umfasst ein Bereitstellen einer Mehrzahl von Blechen. Mehrere Durchbrüche werden in jedes der Bleche gestanzt, so dass die Durchbrüche kreisringförmig und bevorzugt äquidistant zueinander angeordnet sind. Weiterhin werden mehrere Wicklungsnuten in jedes der Bleche gestanzt, so dass die Wicklungsnuten kreisringförmig und bevorzugt äquidistant zueinander angeordnet sind. Es erfolgt ein Stapeln der Bleche zu einem Rotorblechpaket in einer Stapelrichtung, wobei die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen bei deckungsgleichen Wicklungsnuten in einer Umfangsrichtung der Bleche derart versetzt zueinander angeordnet werden, dass mehrere durch das Rotorblechpaket verlaufende, schraubenspindelförmige Kühlkanäle gebildet werden. Ferner werden die Wicklungsnuten von in der Stapelrichtung versetzten Blechen in der Umfangsrichtung der Bleche um wenigstens einen Nutsprung versetzt zueinander angeordnet, wobei die Wicklungsnuten und die Durchbrüche äquidistant zueinander angeordnet sind, und die Steigung der Kühlkanäle abhängig ist von der Anzahl der Nutsprünge, um welchen die Durchbrüche in Umfangsrichtung der Bleche versetzt zueinander angeordnet sind, einer Teilung der Durchbrüche und einer Teilung der Wicklungsnuten.The method according to the invention for producing a rotor lamination stack for an electrical machine, in particular an air-cooled electric machine, comprises providing a plurality of metal sheets. Several openings are punched in each of the sheets, so that the openings are annular and preferably arranged equidistant from each other. Furthermore, a plurality of winding grooves are punched in each of the sheets, so that the winding grooves are arranged annularly and preferably equidistant from each other. There is stacking of the sheets to a rotor core in a stacking direction, wherein the winding grooves of staggered in the stacking direction sheets at the same winding grooves in a circumferential direction of the sheets are offset from each other in such a way that a plurality of extending through the rotor core, helical spindle-shaped cooling channels are formed. Furthermore, the winding grooves of offset in the stacking direction sheets in the circumferential direction of the sheets offset by at least one groove jump arranged to each other, the winding grooves and the openings are arranged equidistant from each other, and the slope of the cooling channels is dependent on the number of groove jumps to which the Breakthroughs in the circumferential direction of the sheets are arranged offset from one another, a pitch of the openings and a pitch of the winding grooves.
Mit anderen Worten werden die Bleche zueinander tordiert und deckungsgleich aufeinander gestapelt. Bei den Blechen handelt es sich insbesondere um kongruente Bleche mit jeweils mehreren gleichförmigen Durchbrüchen. Das Tordieren bzw. das versetzte Anordnen in Umfangsrichtung erfolgt um mindestens eine Nut der Rotorwicklung bzw. um mindestens einen Nutsprung. Die vorgesehene Steigung pro Blech SB, eine Länge des Blechpakets und/oder die vorgesehene Winkeldistanz SBP Winkeldistanz kann zuvor berechnet oder festgelegt und insbesondere die Parameter Teilung der Wicklungsnuten TW, Teilung der Durchbrüche TD, Blechstärke der einzelnen Bleche und deren Anzahl entsprechend angepasst werden.In other words, the sheets are twisted to each other and stacked congruently. The sheets are in particular congruent sheets, each with several uniform breakthroughs. The twisting or staggered arrangement in the circumferential direction takes place about at least one groove of the rotor winding or at least one groove jump. The intended slope per sheet S B , a length of the laminated core and / or the provided angular distance S BP angular distance can be calculated or determined in advance and in particular the parameters division of the winding grooves T W , pitch of the openings T D , plate thickness of the individual sheets and their number accordingly be adjusted.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt:Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the schematic drawing. Hereby shows:
und
Wie insbesondere aus
Die Teilung der Durchbrüche TD ergibt sich aus dem vollem Kreisumfang (360°) des inneren Kreisringes
Auf ähnliche Weise ergibt sich die Teilung der Wicklungsnuten TW aus dem vollem Kreisumfang (360°) des äußeren Kreisringes
Die Steigung pro Blech SB ergibt sich aus der Formel SB = TD – x·TW und beträgt für einen Nutsprung oder sieben Nutsprünge 6,429°.The pitch per sheet S B results from the formula S B = T D - x · T W and is 6.499 ° for a groove jump or seven groove jumps.
Das durch
Die durch
In dem durch
In dem durch
In dem durch
Claims (5)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016200635.5A DE102016200635A1 (en) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | Rotor laminated core for an electric machine |
| PCT/EP2017/050857 WO2017125371A1 (en) | 2016-01-19 | 2017-01-17 | Laminated rotor core for an electric machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102016200635.5A DE102016200635A1 (en) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | Rotor laminated core for an electric machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102016200635A1 true DE102016200635A1 (en) | 2017-07-20 |
Family
ID=57914942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102016200635.5A Ceased DE102016200635A1 (en) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | Rotor laminated core for an electric machine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102016200635A1 (en) |
| WO (1) | WO2017125371A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3522338A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor with ducted cooling |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102019204960B4 (en) * | 2019-04-08 | 2024-09-26 | Audi Ag | Rotor for an electrical machine |
| CN110535271B (en) * | 2019-10-11 | 2021-04-06 | 台州泰立电器有限公司 | Rotor iron core |
| WO2022142974A1 (en) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 广东美的制冷设备有限公司 | Motor rotor and motor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5859483A (en) * | 1994-12-19 | 1999-01-12 | General Electric Company | Staggered cooling holes for enhanced heat transfer in air-cooled motors |
| US20120080983A1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-05 | Trevor Iund | Stator with cooling system and associated motor |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1043887A (en) * | 1905-12-06 | 1912-11-12 | Gen Electric | Dynamo-electric machine. |
| US1857023A (en) * | 1929-09-04 | 1932-05-03 | Ass Elect Ind | Dynamo electric machine |
| US2630464A (en) * | 1950-01-03 | 1953-03-03 | Milton S Dunkelberger | Electric motor |
| DE10335038A1 (en) * | 2003-08-01 | 2005-03-10 | Siemens Ag | Electric machine with rotor cooling and cooling method |
-
2016
- 2016-01-19 DE DE102016200635.5A patent/DE102016200635A1/en not_active Ceased
-
2017
- 2017-01-17 WO PCT/EP2017/050857 patent/WO2017125371A1/en not_active Ceased
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5859483A (en) * | 1994-12-19 | 1999-01-12 | General Electric Company | Staggered cooling holes for enhanced heat transfer in air-cooled motors |
| US20120080983A1 (en) * | 2010-10-05 | 2012-04-05 | Trevor Iund | Stator with cooling system and associated motor |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3522338A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-07 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor with ducted cooling |
| WO2019149508A1 (en) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Rotor comprising cooling channels |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2017125371A1 (en) | 2017-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3403319B1 (en) | Electric machine | |
| DE102016200081B4 (en) | Electric machine | |
| DE102016210930B4 (en) | Electric machine | |
| EP1649575B1 (en) | Electric machine with rotor cooling | |
| DE102016225180A1 (en) | Electric machine | |
| DE102016200635A1 (en) | Rotor laminated core for an electric machine | |
| DE112015001275T5 (en) | driving device | |
| DE112012000295T5 (en) | wave | |
| DE102015215762A1 (en) | Laminated core and method for its production | |
| DE102019204960B4 (en) | Rotor for an electrical machine | |
| EP3352331A1 (en) | Rotor sheet for a permanently excited electric motor and rotor | |
| EP4073389B1 (en) | Impeller wheel for a rotor, and electric machine | |
| DE102019112790A1 (en) | Rotor shaft assembly | |
| EP4545792A1 (en) | Tempering pump with a structured rotor core | |
| DE102012020228A1 (en) | Fluid-dynamic bearing system for rotatably bearing spindle motor for driving hard disk drive assembly, has thrust bearings differently formed such that bearing fluid has flow direction in push plate surrounding portions of bearing gap | |
| DE102017205687A1 (en) | Rotor for an electric machine | |
| DE10250171B4 (en) | Automotive alternator with a cooling air inlet window, which has a non-uniform opening area along the direction of rotation | |
| DE102017215090A1 (en) | Stator disc pack for an electric machine | |
| EP3513486B1 (en) | Electric motor having improved motor cooling for driving a fan | |
| DE102016222260A1 (en) | Electric machine | |
| DE202009007597U1 (en) | Laminated core for a rotor or stator | |
| DE102023116522A1 (en) | Rotor device of an electric machine, in particular for a drive of a motor vehicle | |
| WO2023217503A1 (en) | Axial flow machine for a motor vehicle, in particular for a car | |
| DE102022134189A1 (en) | Rotor for an electrical machine and electrical machine | |
| WO2007107132A1 (en) | Rotor for a motor, in particualr an electric motor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: SCHAEFFLER TECHNOLOGIES AG & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 93055 REGENSBURG, DE |
|
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R003 | Refusal decision now final |