[发明专利]用于使绕组散热的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于使特别是在旋转的电机的绕组散热的系统，其具有在端侧地抵靠在叠片组上的导热部件，该导热部件与绕组头导热接触。此外，本发明还涉及一种定子、一种转子以及分别具有这种系统的旋转的电机。

背景技术

旋转的电机例如是电动机或用于产生电流的发电机。电动机和发电机通常应用在当在尺寸和重量较小的情况下同时却要求较高的和稳定的输出功率的领域中。这样的应用领域例如有风力设备、电动车或工业制造领域。这些领域集合了对于较高的和稳定的有效功率的要求以及同时对较长的使用寿命和较低的故障率的要求。为实现该目标，对电机、特别是其绕组头进行充分冷却便具有了决定性的意义。通过绕组头处的气流进行的冷却通常是不足以保证进行充分的散热的。

因此应用热桥（Waermebruecke）将热量从绕组头传导至周围的壳体上。壳体的冷却、例如从外部对壳体进行的冷却通常比直接地对绕组本身进行的冷却更简单。

例如在持续运行的电动机中便需要应用用于冷却绕组头的系统。单个的机器部件内部的热阻塞可能影响有效功率，同时使易受干扰性升高，导致维护需求升高或者甚至导致电机发生故障。

电机的具有较高的发热的部件是绕组头。在制造出来后，绕组头首先是自由地处于空气中的。由于空气的导热系数较低，在许多情况下绕组头的冷却都是不充分的并且必须由其它的措施来支持。

从DE19902837C1中已知，绕组头配有由固体环和导热的支承体构成的热桥。这种设计得非常坚固的热桥完全填充绕组头和定子的支承体之间的中间空间并且与定子的支承件连接。这种热桥由固体环和特殊的填充混合物构成。这种填充混合物完全围绕着定子的绕组头并且由此用于将热量从绕组头传输至固体环上。

发明内容

本发明的目的在于，使绕组的绕组头更好地散热。

该目的通过具有权利要求1中所述的特征的系统实现。本发明基于这一认识，即由具有差的导热性材料的填料构成的热桥通常不能充分地将热量传导出去。此外，在将浇铸树脂用作热桥的部件时，极大地阻碍了通往绕组头的邻近通道。解决方案是一种用于使绕组散热的系统并且其特征在于，绕组头和导热部件之间的导热接触由绕组头和导热部件之间的挤压连接构成，使得绕组头至少成段地处于与与导热部件直接接触中。通过压紧绕组头保证了良好的导热性，这是由于绕组头不是仅由空气层或阻碍将热量传输至导热部件上的填料围绕着的。

此外，该目的还通过在具有这种用于散热的系统的旋转的电机中的定子实现。在此，定子绕组的热量能够通过绕组头、进一步通过导热部件、例如释放至从外部进行冷却的壳体上。这种设计方案的有利之处在于避免了在旋转的电机中的绕组头的过热。由此避免故障的发生并且大大地延长旋转的电机的使用寿命。

此外，该目的还通过在旋转的电机中的转子实现。与在上一段落中所说明的一样，过剩的热量在这里能够例如被旋转轴吸收并且释放至周围环境中。

该目的此外还通过具有定子和/或转子的旋转的电机实现，该定子和/或转子具有这种用于散热的系统。

装配有转子和/或定子的旋转的电机主要具有以下优点：通过使绕组头良好地散热防止了该绕组头的持续过热，这将会、特别是在持续负荷的情况下导致长的使用寿命以及低的易受干扰性。此外，在可能出现的对旋转的电机进行的维护中存在到绕组头的自由通道。在浇铸绕组头时情况并非如此。这特别是在难以触及的旋转的电机中、例如风力设备中的发电机中具有重大意义。

有利的设计方式的实例是用于使绕组散热的系统，其中，导热部件是环件，优选地由金属制成。通过应用这种金属，该环件具有优良的导热性。在这里可以考虑应用金属、例如铜合金或铝合金。基于其简单的和低成本的制造，有利的是将金属环用作导热部件。但是导热部件在其外形上并不限于环状，而是也可以以叠片组的形状为依据。因此例如可以考虑具有环形的内部凹进的有棱角的形状。

另一种有利的设计方案的实例是用于使绕组散热的系统，其中，导热部件或绕组头配有薄的、导热良好的电绝缘层。绕组头的附加的电绝缘可以这样实现，即导热部件的部分配有防电荷击穿层。电绝缘层可以通过薄膜实现，该薄膜至少覆盖导热部件的直接与绕组头接触的区域。

该电绝缘层的附加优点在于，必要时覆盖导热部件的表面上的存在的不平整处，并且因此降低在完成压制过程后的对各根电线未实现充分绝缘的危险。通过选择专门用于该目的的、具有厚度在亚毫米级范围内的塑料薄膜仅会在极低程度上妨碍热导性。