DE102017201117A1

DE102017201117A1 - Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine sowie elektrische Maschine

Info

Publication number: DE102017201117A1
Application number: DE102017201117.3A
Authority: DE
Inventors: Andreas Huber; Thinh Nguyen-Xuan; Klaus Vollmer
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2018-07-26
Also published as: CN109997296A; US11355999B2; US20190305643A1; WO2018137955A1; CN109997296B

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine (10) beschrieben. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Führen eines Kühlmittels in einer axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28), die in der Rotorwelle (16) angeordnet ist, Einleiten des Kühlmittels in einen Innenraum (26) der elektrischen Maschine (10) über eine kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28) verbundene radiale Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35). Zusätzlich wird eine elektrische Maschine (10) präsentiert, wobei in der Rotorwelle (16) eine axiale Kühlmittelversorgungsleitung (28) und mindestens eine kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28) verbundene radiale Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) angeordnet sind und ein Innenraum (26) der elektrischen Maschine (10) mit der radialen Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) kühlmittelführend verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine mit einem auf einer Rotorwelle drehfest angeordneten Rotor und einem Stator.
Ferner betrifft die Erfindung eine elektrische Maschine mit einem auf einer Rotorwelle drehfest angeordneten Rotor und einem Stator.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass die Leistungsfähigkeit elektrischer Maschinen, insbesondere von Elektromotoren, temperaturabhängig ist. Daher werden elektrische Maschinen häufig gekühlt, wobei die Kühlung als Luftkühlung oder Flüssigkeitskühlung realisiert sein kann. In einer elektrischen Maschine ist es dabei insbesondere wichtig, den Stator und den Rotor zu kühlen.
Im Bereich der Flüssigkeitskühlung ist die sogenannte Lanzenkühlung weit verbreitet, die z. B. in der US 2008/0272661 A1 beschrieben ist. Bei der Lanzenkühlung wird die Rotorwelle als einseitig offene Hohlwelle ausgeführt. Es wird eine „Kühllanze“ genannte Röhre derart in die Hohlwelle eingesteckt, dass sich die Kühllanze nicht mit der Rotorwelle dreht. Das Kühlfluid strömt dann über diese Röhre in die Hohlwelle ein und über einen ringförmigen Raum zwischen der Hohlwelle und der Kühllanze wieder aus dieser aus. Vorteilhaft ist dabei, dass die Rotorwelle nur von einer Seite aus zugänglich sein muss.
Die Aufgabe der Erfindung ist, die Flüssigkeitskühlung von elektrischen Maschinen, insbesondere von Elektromotoren, zu verbessern. Die Verbesserung soll dabei insbesondere gesamthaft erfolgen. Dabei soll vorzugsweise eine gute Wärmeabfuhr aus dem Rotor und dem Stator gewährleistet sein, wodurch ein geringes Temperaturniveau in Rotor und Stator sichergestellt werden soll.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, mit den folgenden Schritten gelöst:

a) Führen eines Kühlmittels in einer axialen Kühlmittelversorgungsleitung, die in der Rotorwelle angeordnet ist,
b) Einleiten des Kühlmittels in einen Innenraum der elektrischen Maschine über eine kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung verbundene radiale Kühlmittelversorgungsleitung, die in der Rotorwelle angeordnet ist, wobei zumindest der Rotor im Innenraum angeordnet ist.

Der Innenraum der elektrischen Maschine wird hierbei durch ein Gehäuse der elektrischen Maschine begrenzt. Die axiale Kühlmittelversorgungsleitung und die radiale Kühlmittelversorgungsleitung sind vorzugsweise als Bohrungen ausgeführt. Dabei ist die axiale Kühlmittelversorgungsleitung entweder eine Sackbohrung oder eine einseitig verschlossene Durchgangsbohrung. Dadurch, dass das Kühlmittel im Innenraum der elektrischen Maschine vorliegt, kann es direkt mit den zu kühlenden Komponenten der elektrischen Maschine wechselwirken. So werden kurze und widerstandsarme Wärmeleitpfade zwischen den zu kühlenden Stellen und/oder Komponenten der elektrischen Maschine (Hot Spots) und dem Kühlmittel realisiert. Darüber hinaus ist die wirksame Wärmeübertragungsfläche zwischen den Komponenten der elektrischen Maschine und dem Kühlmittel im Vergleich zu einer Lanzenkühlung deutlich vergrößert. Somit kann ein verhältnismäßig niedriges Temperaturniveau in der elektrischen Maschine und insbesondere im Rotor erreicht werden. Dadurch ist eine höhere Dauerleistung der elektrischen Maschine möglich. Aufgrund des niedrigeren Temperaturniveaus können bei einer gleichbleibenden Leistungsfähigkeit der elektrischen Maschine kostengünstigere Magnete verwendet werden. Dies gilt insbesondere für permanenterregte Synchronmaschinen, stromerregte Synchronmaschinen und Asynchronmaschinen
Die elektrische Maschine ist vorzugsweise ein Elektromotor.
Vorzugsweise wird ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel verwendet, insbesondere ein Öl, vorzugsweise ein Getriebeöl. Somit kann das Kühlmittel, falls es in direkten Kontakt mit stromführenden Komponenten der elektrischen Maschine kommt, die Funktionsfähigkeit der elektrischen Maschine nicht beeinträchtigen. Insbesondere führt es keinen Kurzschluss herbei. Dadurch kann das Kühlmittel besonders nahe an die zu kühlenden Stellen und/oder Komponenten der elektrischen Maschine gebracht werden und die Wärme von dort abführen. Wird ein Öl verwendet, kann das Kühlmittel auch gleichzeitig zur Kühlung und/oder Schmierung anderer Komponenten der elektrischen Maschine oder damit verbundener Komponenten genutzt werden. Wird ein Getriebeöl verwendet, kann zudem eine Abdichtung zwischen der elektrischen Maschine und einem mit dieser gekoppelten Getriebe entfallen. Es ergibt sich ein einfacher Aufbau einer eine solche elektrische Maschine umfassenden Antriebseinheit. Darüber hinaus ist Öl oder Getriebeöl verhältnismäßig günstig und einfach handzuhaben.
Gemäß einer Ausführungsform wird bzw. werden ein Rotorblechpaket des Rotors und/oder mindestens eine Stirnseite des Rotors mit Kühlmittel beaufschlagt. Dadurch wird die im Rotor entstehende Wärme besonders effizient vom Kühlmittel aufgenommen und abtransportiert. Es ergibt sich eine gute Kühlbarkeit des Rotors, in dem dann ein verhältnismäßig niedriges Temperaturniveau eingestellt werden kann.
Vorteilhafterweise wird während einer Drehbewegung des Rotors das Kühlmittel im Innenraum und/oder in der radialen Kühlmittelversorgungsleitung durch Fliehkraft radial nach außen transportiert. Durch die Rotation des Rotors entsteht in der radialen Kühlmittelversorgungsleitung sowie an den übrigen drehenden Komponenten eine Sogwirkung. Es wird somit das Kühlmittel stets umgewälzt und so vor einem Überhitzen geschützt. Da die radiale Kühlmittelversorgungsleitung kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung verbunden ist, wirkt die Sogwirkung auch auf diese zurück. Die Sogwirkung des Rotors kann dabei eine außerhalb der elektrischen Maschine angeordnete Kühlmittelpumpe entlasten, sodass diese kleiner und leichter dimensioniert werden kann.
Das Kühlmittel kann durch den Rotor hindurch oder an mindestens einer Stirnseite des Rotors entlang transportiert werden. Wenn der Rotor aus mehreren Rotorblechen besteht, d.h. ein sogenannter geblechter Rotor ist, kann das Kühlmittel durch die Fliehkraft, die durch den sich drehenden Rotor generiert wird, zwischen den einzelnen Rotorblechen hindurch gefördert werden. Dabei kann das Kühlmittel insbesondere axial zwischen den einzelnen Rotorblechen hindurch gefördert werden. Gleiches gilt für die Stirnseiten des Rotors. Auch kann das Kühlmittel durch eine Rotorwicklung hindurchfließen. Es ergibt sich so ein Kühlmittelfluss durch den Rotor, der für eine zuverlässige und effiziente Wärmeabfuhr sorgt. Das Kühlmittel wird dabei direkt oder sehr nahe an die zu kühlenden Stellen geführt.
In einer Variante wird Kühlmittel vom Rotor auf den Stator übertragen, vorzugsweise portionsweise übertragen. Somit werden auch der Stator und insbesondere die Wickelköpfe des Stators gekühlt. Vereinfacht gesagt spritzt Kühlmittel vom Rotor auf den Stator, wenn sich der Rotor dreht. Es kann hier von einer Ölspritzkühlung des Stators gesprochen werden. Es wird damit Kühlmittel direkt auf den Stator aufgebracht, wodurch auf einfache und wirkungsvolle Weise aus diesem Wärme abgeführt werden kann. Es ergibt sich so ein geringes Temperaturniveau im Stator, insbesondere in den Statorwickelköpfen.
Darüber hinaus kann das Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf geführt werden, wobei vorzugsweise ein Kühlmittelkühler im Kühlmittelkreislauf angeordnet ist. Der Kühlmittekühler liegt dabei vorzugsweise außerhalb der elektrischen Maschine. Er entzieht dem Kühlmittel Wärme, bevor es wieder in die elektrische Maschine eingeleitet wird. Es kann so ein geschlossener Kühlmittelkreislauf realisiert werden. Über die Kühlleistung des Kühlmittelkühlers kann zudem das Temperaturniveau in der elektrischen Maschine beeinflusst werden. Insbesondere kann durch einen leistungsfähigen Kühlmittelkühler ein besonders niedriges Temperaturniveau in der elektrischen Maschine gewährleistet werden.
Das Kühlmittel kann zudem zum Kühlen und/oder Schmieren eines Lagers des Rotors verwendet werden. Somit wird das Kühlmittel für mehrere Aufgaben verwendet, was zu einem einfachen und kostengünstigen Aufbau der elektrischen Maschine führt. Zudem können in diesem Fall Dichtungen zwischen dem Lager des Rotors und dem zu kühlenden Innenraum entfallen. Dadurch wird der Wirkungsgrad der elektrischen Maschine verbessert, da der Reibungswiderstand der Dichtungen entfällt.
Ferner wird die Aufgabe durch eine elektrische Maschine der eingangs genannten Art gelöst, wobei in der Rotorwelle eine axiale Kühlmittelversorgungsleitung und mindestens eine kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung verbundene radiale Kühlmittelversorgungsleitung angeordnet sind und ein Innenraum der elektrischen Maschine mit der radialen Kühlmittelversorgungsleitung kühlmittelführend verbunden ist. Da sich somit Kühlmittel im Innenraum der elektrischen Maschine befinden kann, kann auch von einer nassen elektrischen Maschine, insbesondere von einem nassen Elektromotor, gesprochen werden. Der Innenraum der elektrischen Maschine ist dabei bevorzugt durch ein Gehäuse der elektrischen Maschine begrenzt.
Die axiale Kühlmittelversorgungsleitung und die radiale Kühlmittelversorgungsleitung sind vorzugsweise als Bohrungen ausgeführt. Dabei ist die axiale Kühlmittelversorgungsleitung entweder eine Sackbohrung oder eine einseitig verschlossene Durchgangsbohrung. Es werden so die gleichen Vorteile und Effekte erreicht, die bereits zum erfindungsgemäßen Verfahren erläutert wurden.
In einer Gestaltungsvariante sind in der Rotorwelle mehrere radiale Kühlmittelversorgungsleitungen angeordnet, die vorzugsweise radial durchgängig sind, wobei insbesondere zwei, vier, sechs oder acht Kühlmittelversorgungsleitungen angeordnet sind. Die Anzahl der Kühlmittelversorgungsleitungen kann dabei an den jeweils vorliegenden Anwendungsfall angepasst werden. Es ergeben sich so mehrere Öffnungen, über die Kühlmittel in den Innenraum der elektrischen Maschine ausströmen kann. Vorzugsweise ergeben sich vier bis 16 solcher Öffnungen. Es ist dann eine gleichmäßige und wirkungsvolle Kühlung der elektrischen Maschine möglich.
Mindestens zwei der radialen Kühlmittelversorgungsleitungen können axial außerhalb des Rotors jeweils außenseitig auf entgegengesetzten axialen Seiten des Rotors angeordnet sein, insbesondere angrenzend an axiale Stirnseiten des Rotors angeordnet sein. Somit kann das Kühlmittel gezielt auf die axialen Stirnseiten des Rotors aufgebracht werden, wodurch der Rotor wirksam gekühlt wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass in der axialen Kühlmittelversorgungsleitung, der radialen Kühlmittelversorgungsleitung und/oder dem Innenraum ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel, vorzugsweise ein Öl, insbesondere ein Getriebeöl, angeordnet ist. Es wird auf die zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Effekte und Vorteile verwiesen.
Der Rotor kann als geblechter Rotor ausgeführt sein und die radiale Kühlmittelversorgungsleitung kühlmittelleitend mit mindestens einem Blechzwischenraum des geblechten Rotors verbunden sein, wobei vorzugsweise mehrere radiale Kühlmittelversorgungsleitungen mit mehreren, jeweils zugeordneten Blechzwischenräumen kühlmittelleitend verbunden sind. Bei einem geblechten Rotor besteht der Kern des Rotors aus einem Paket an Blechen. Es ergeben sich dadurch im Rotor geringe Wirbelstromverluste. Durch das Einleiten des Kühlmittels in den Blechzwischenraum wird der Rotor im Inneren gekühlt. Dadurch ist die Kühlung besonders wirkungsvoll und es kann ein geringes Temperaturniveau im Rotor erreicht werden.
In einer Ausführungsform ist der Rotor im Innenraum angeordnet, wobei vorzugsweise auch der Stator im Innenraum angeordnet ist. Dadurch können auch der Stator durch das im Innenraum der elektrischen Maschine vorliegende Kühlmittel und die Wickelköpfe des Stators wirkungsvoll gekühlt werden.
Die axiale und die radiale Kühlmittelversorgungsleitung lassen sich als Bestandteile eines Kühlmittelkreislaufs ausführen, der vorzugsweise einen Kühlmittelkühler umfasst.
Bevorzugt sind die axiale Kühlmittelversorgungsleitung, der Rotor, der Stator und/oder ein Lager des Rotors paarweise kühlmitteldurchlässig zueinander angeordnet. Somit können diese Komponenten durch ein gemeinsames Kühlmittel gekühlt werden. Eine gegenseitige Abdichtung ist dabei nicht notwendig.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnung erläutert. Es zeigt:

- 1 schematisch eine erfindungsgemäße elektrische Maschine, mit der ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine ausgeführt werden kann.

1 zeigt eine Antriebseinheit mit einer elektrischen Maschine 10, die im dargestellten Beispiel als Elektromotor ausgeführt ist, und einem mit dieser verbundenen Getriebe 12.
Die elektrische Maschine 10 umfasst einen Stator 14 und einen drehfest auf einer Rotorwelle 16 angeordneten Rotor 18. Die Rotorwelle 16 ist dabei in einem Gehäuse 20 über ein erstes Lager 22 und ein zweites Lager 24 drehbar gelagert.
Sowohl der Stator 14 als auch der Rotor 18 sind in einem Innenraum 26 des Gehäuses 20 angeordnet.
Zur Kühlung der elektrischen Maschine 10 ist in der Rotorwelle 16 eine axiale Kühlmittelversorgungsleitung 28 angeordnet, die in der dargestellten Ausführungsform als Sackbohrung ausgebildet ist. Die Kühlmittelversorgungsleitung 28 ist kühlmittelleitend mit einem Kühlmittel-Einlassstutzen 30 verbunden, über den sie mit Kühlmittel versorgt wird.
Darüber hinaus umfasst die Rotorwelle 16 eine erste radiale Kühlmittelversorgungsleitung 32, eine zweite radiale Kühlmittelversorgungsleitung 33, eine dritte radiale Kühlmittelversorgungsleitung 34 und eine vierte radiale Kühlmittelversorgungsleitung 35.
Dabei sind die erste radiale Kühlmittelversorgungsleitung 32 und die zweite radiale Kühlmittelversorgungsleitung 33 radial durchgängig.
Die radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32 - 35 sind kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung 28 und mit dem Innenraum 26 kühlmittelführend verbunden.
Die erste radiale Kühlmittelversorgungsleitung 32 ist axial außerhalb des Rotors 18 so angeordnet, dass sie an eine axiale Stirnseite 36 des Rotors 18 außenseitig angrenzt. Die zweite radiale Kühlmittelversorgungsleitung 33 ist auf einer entgegengesetzten Seite des Rotors 18 so angeordnet, dass sie an eine entgegengesetzte Stirnseite 38 des Rotors 18 außenseitig angrenzt.
Der Rotor 18 ist in der dargestellten Ausführungsform als geblechter Rotor ausgeführt. Der Rotor 18 umfasst also ein aus mehreren Blechen bestehendes Rotorblechpaket 39.
Dabei sind die dritte und vierte radiale Kühlmittelversorgungsleitung 34, 35 so angeordnet, dass sie mit jeweils einem Blechzwischenraum 40, 41 des geblechten Rotors 18 kühlmittelleitend verbunden sind.
In der axialen Kühlmittelversorgungsleitung 28 und den radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32 - 35 sowie im Innenraum 26 ist ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel geführt, das in der dargestellten Ausführungsform ein Getriebeöl ist. Das Kühlmittel ist nicht näher dargestellt.
Die axiale Kühlmittelversorgungsleitung 28 sowie die radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32 - 35 sind Bestandteile eines Kühlmittelkreislaufs, der auch einen Kühlmittelsumpf 42, eine Kühlmittelpumpe 44, ein Kühlmittelreservoir 46 sowie einen Kühlmittelkühler 48 umfasst.
Der Verlauf des Kühlmittels durch den Kühlmittel-Einlassstutzen 30 und die axiale Kühlmittelversorgungsleitung 28 sind durch einen Pfeil 50a dargestellt. Der Verlauf des Kühlmittels durch die erste radiale Kühlmittelversorgungsleitung 32 ist durch Pfeile 50b und 50c veranschaulicht, der Verlauf des Kühlmittels durch die zweite radiale Kühlmittelversorgungsleitung 33 durch Pfeile 50d und 50e.
Der Weg des Kühlmittels durch die dritte und vierte Kühlmittelversorgungsleitung 34, 35 ist nicht im Detail dargestellt, erfolgt jedoch analog zu den Pfeilen 50b und 50d.
Es sind somit die axiale Kühlmittelversorgungsleitung 28, der Rotor 18, der Stator 14, das Lager 22 und/oder das Lager 24 jeweils paarweise kühlmitteldurchlässig zueinander angeordnet.
Das Ablaufen des Kühlmittels über den Kühlmittelsumpf 42 ist durch Pfeile 50f und 50g symbolisiert und die Verbindungsleitung zwischen dem Kühlmittelsumpf 42 und der Kühlmittelpumpe durch einen Pfeil 50h.
Ein Einlauf und ein Auslauf des Kühlmittelreservoirs 46 sind durch Pfeile 50i und 50j dargestellt.
Die kühlmittelleitende Verbindung der Kühlmittelpumpe 44 mit dem Kühlmittelkühler 48 ist durch einen Pfeil 50k veranschaulicht.
Da es sich beim Kühlmittel in der dargestellten Ausführungsform um ein Getriebeöl handelt, umfasst die Antriebseinheit auch eine Kühlmittelleitung, die den Kühlmittelkühler 48 mit dem Getriebe 12 verbindet. Diese ist durch einen Pfeil 50I dargestellt.
Die Kühlmittelleitung, mittels der das Kühlmittel aus dem Getriebe 12 in die Kühlmittelpumpe 44 eingeleitet wird, ist durch einen Pfeil 50m symbolisiert.
Die Kühlung der elektrischen Maschine 10 erfolgt folgendermaßen.
Zunächst wird das Kühlmittel über den Kühlmittel-Einlassstutzen 30 in die axiale Kühlmittelversorgungsleitung 28 eingebracht. Von dort aus wird es über die radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32 - 35 in den Innenraum 26 der elektrischen Maschine eingebracht, in dem der Rotor 18 und der Stator 14 angeordnet sind.
Über die radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32 - 35 werden die Stirnseiten 36, 38 des Rotors 18 sowie das Rotorblechpaket 39 des Rotors 18, genauer gesagt die Blechzwischenräume 40 und 41, mit Kühlmittel beaufschlagt.
Wenn sich der Rotor 18 dreht, wird das Kühlmittel durch eine durch die Drehbewegung entstehende Fliehkraft radial nach außen transportiert.
Dies gilt insbesondere für das in den radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32-35 vorliegende Kühlmittel. Das in den radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 34, 35 vorliegende Kühlmittel wird dabei durch den Rotor 18 hindurch radial nach außen transportiert. Dabei wird Wärme vom Rotor 18 auf das Kühlmittel übertragen, was durch Pfeile 52a, 52b dargestellt ist.
Das in den radialen Kühlmittelversorgungsleitungen 32 und 33 vorliegende Kühlmittel wird über die Stirnseiten 36, 38 radial nach außen transportiert. Dabei wird ebenfalls Wärme vom Rotor 18 auf das Kühlmittel übertragen. Dies ist durch Pfeile 52c und 52d symbolisiert.
Zusätzlich wird bei einer Drehung des Rotors 18 Kühlmittel vom Rotor 18 auf den Stator 14 übertragen. Dies erfolgt vorzugsweise portionsweise, zum Beispiel indem Kühlmittel vom Rotor 18 auf den Stator 14 spritzt.
Das Kühlmittel kann dann Wärme aus dem Stator 14 aufnehmen. Dies ist durch Pfeile 54a und 54b veranschaulicht.
Das Kühlmittel wird auch zum Kühlen und/oder Schmieren der Lager 22, 24 verwendet.
Das Kühlmittel wird schließlich über den Kühlmittelsumpf 42 und die Kühlmittelpumpe 44 dem Kühlmittelkühler 48 zugeführt. Daraufhin wird es wieder über den Kühlmittel-Einlassstutzen 30 in die Rotorwelle 16 eingebracht. Somit ist der Kühlmittelkreislauf geschlossen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2008/0272661 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Kühlen einer elektrischen Maschine (10) mit einem auf einer Rotorwelle (16) drehfest angeordneten Rotor (18) und einem Stator (14), mit den folgenden Schritten: a) Führen eines Kühlmittels in einer axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28), die in der Rotorwelle (16) angeordnet ist, b) Einleiten des Kühlmittels in einen Innenraum (26) der elektrischen Maschine (10) über eine kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28) verbundene radiale Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35), die in der Rotorwelle (16) angeordnet ist, wobei zumindest der Rotor (18) im Innenraum (26) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel verwendet wird, insbesondere ein Öl, vorzugsweise ein Getriebeöl.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rotorblechpaket (39) des Rotors (18) und/oder mindestens eine Stirnseite (36, 38) des Rotors (18) mit Kühlmittel beaufschlagt wird bzw. werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Drehbewegung des Rotors (18) das Kühlmittel im Innenraum (26) und/oder in der radialen Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) durch Fliehkraft radial nach außen transportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel durch den Rotor (18) hindurch oder an mindestens einer Stirnseite (36, 38) des Rotors (18) entlang transportiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass Kühlmittel vom Rotor (18) auf den Stator (14) übertragen wird, vorzugsweise portionsweise übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf (50a - 50k) geführt wird, wobei vorzugsweise ein Kühlmittelkühler (48) im Kühlmittelkreislauf (50a - 50k) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmittel zum Kühlen und/oder Schmieren eines Lagers (22, 24) des Rotors (18) verwendet wird.
Elektrische Maschine (10) mit einem auf einer Rotorwelle (16) drehfest angeordneten Rotor (18) und einem Stator (14), wobei in der Rotorwelle (16) eine axiale Kühlmittelversorgungsleitung (28) und mindestens eine kühlmittelleitend mit der axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28) verbundene radiale Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) angeordnet sind und ein Innenraum (26) der elektrischen Maschine (10) mit der radialen Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) kühlmittelführend verbunden ist.
Elektrische Maschine (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Rotorwelle (16) mehrere radiale Kühlmittelversorgungsleitungen (32, 33) angeordnet sind, die vorzugsweise radial durchgängig sind, wobei insbesondere zwei, vier, sechs oder acht Kühlmittelversorgungsleitungen (32, 33) angeordnet sind.
Elektrische Maschine (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der radialen Kühlmittelversorgungsleitungen (32, 33) axial außerhalb des Rotors (18) jeweils außenseitig auf entgegengesetzten axialen Seiten des Rotors (18) angeordnet sind, insbesondere angrenzend an axiale Stirnseiten (36, 38) des Rotors (18) angeordnet sind.
Elektrische Maschine (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der axialen Kühlmittelversorgungsleitung (28), der radialen Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) und/oder dem Innenraum (26) ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel, vorzugsweise ein Öl, insbesondere ein Getriebeöl, angeordnet ist.
Elektrische Maschine (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18) als geblechter Rotor ausgeführt ist und die radiale Kühlmittelversorgungsleitung (34, 35) kühlmittelleitend mit mindestens einem Blechzwischenraum (40, 41) des geblechten Rotors verbunden ist, wobei vorzugsweise mehrere radiale Kühlmittelversorgungsleitungen (34, 35) mit mehreren, jeweils zugeordneten Blechzwischenräumen (40, 41) kühlmittelleitend verbunden sind.
Elektrische Maschine (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (18) im Innenraum (26) angeordnet ist, wobei vorzugsweise auch der Stator (14) im Innenraum (26) angeordnet ist.
Elektrische Maschine (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Kühlmittelversorgungsleitung (28) und die radiale Kühlmittelversorgungsleitung (32 - 35) Bestandteile eines Kühlmittelkreislaufs (50a-50k) sind, der vorzugsweise einen Kühlmittelkühler (48) umfasst.
Elektrische Maschine (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Kühlmittelversorgungsleitung (28), der Rotor (18), der Stator (14) und/oder ein Lager (22, 24) des Rotors (18) paarweise kühlmitteldurchlässig zueinander angeordnet sind.