本发明专利技术提供了一种旋转设备，包括：一个定子，用于接收或输出电功率；一个转子，被同轴地布置在所述定子内且具有一个或多个布置在其上的磁体，所述转子包括一个具有一内壁的转子壳体，所述磁体被布置在所述壳体周围，且其中所述转子还包括一个用于冷却剂在所述转子的第一端和所述转子的第二远端之间流动的轴向流体导管；所述转子还包括一个或多个径向流体导管，所述径向流体导管被流体地耦合到所述轴向流体导管且被布置成在使用中从所述轴向流体导管接收冷却剂或向所述轴向流体导管提供冷却剂，所述内壁具有一个或多个用于冷却剂流动的流体路径，从而冷却所述转子；以及一个流体叶轮，所述流体叶轮被布置在转子的第一端或远端处且被布置成与所述转子一起旋转且给予和/或维持进入所述旋转设备的流体的旋转移动、或者去除和/或维持离开所述旋转设备的流体的旋转移动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】本专利技术涉及。本专利技术还涉及发电机以及冷却发电机的方法。电动马达被广泛用作生成牵引力的装置。然而，已知的是，牵引马达引起的一个问题是，会在牵引马达内生成大量的热。马达的冷却是重要的，以便避免对马达内的热敏感部件的损害。期望提供成本较低或性能密集较大的马达。然而，如下文将解释的，满足此期望的马达会在正常操作中经历马达内转子的更显著加热。一种马达(诸如三相同步马达)通常将包括一个定子和一个转子。定子被布置成，在使用中接收电功率以生成变化的磁场。转子被同轴地布置在定子以内且通常由定子围住，该转子包括若干永磁体，所述永磁体在该变化的磁场的影响下引起转子旋转。因此，通过提供电功率，可以得到旋转输出。实质上，可以以相反顺序使用相同的设备生成电力。换言之，如果通过旋转驱动输入驱动转子，则在定子线圈中将生成电压。随着对减小的马达质量和物理尺寸的需求增加，这必然导致马达中的定子在使用中变得更热。例如，这是由于减小的铜含量导致定子绕组中的较高的电阻性损失，这因此导致绕组它们自身更热。在马达中的定子运行得更热的情形下，这一般减小转子的自然冷却能力，因为定子运行得比转子更热，则不存在从转子到定子的热损失的可能。这尤其适用于密封围住的马达，在此情况下转子不能够容易地被空气冷却。这对高性能液体冷却的马达而目是典型的。此外，对较低制造成本的需求偏爱能够导致磁体和转子的磁涡流电流加热增加的马达构架。具体地，S卩，马达内的永磁体的结构越简单，生成的涡流电流和作为结果的加热越大。减小转子的涡流电流加热的常规方法包括层压转子和磁体。这确保在磁体和转子以内不会具有空间来生成大涡流电流。然而，如果定子以更高的温度运行，则此种解决加热问题的方式具有减小的益处，因为即使减小了由于涡流电流生成的热的量，然而由于从转子到定子的较差的或可忽略的热损失，此相对小的生成的热的量会成为一个问题。此外，如果由于定子的高温使得转子经由气隙向定子损失热是无效的，则转子可用的用于热损失的剩余热路径是经由轴和轴承。这通常是一个较差的热路径，该热路径不会提供显著的传热，因此尽管通过层压转子产生较少的热，但是由于可用的非常差的热损失机制使得转子仍然会容易地过热。为了以最低的成本实现最大功率密度马达，有必要使定子运行得尽可能热(高温度的定子材料相对便宜)且使转子尽可能冷却以保持磁体成本最小。如何有效地冷却马达的问题已经存在了一段时间且已经提出了多种解决方案。在US-A-7，579，725 (Zhou等人)中，描述了一种转子组件冷却系统，在该转子组件冷却系统中，转子轴的一部分是中空的且包括一个打开端和一个封闭端。一个冷却剂馈送管刚性地附接到该转子轴。因此，引起该轴和该馈送管以相同的速率旋转。冷却剂被泵送穿过该馈送管直到它离开该馈送管的端部且抵靠该转子轴的封闭端的内表面流动，转子轴的封闭端引起冷却剂改变方向且向回流动穿过冷却剂流动区域。因此，引起流体流进在馈送管的外表面和中空转子轴的内表面之间的空间内。以连续支撑支柱(strut)的形式提供一个连续螺旋形构件，该支撑支柱螺旋形地包裹在该馈送管周围且将它耦合到该轴。由于该构件的螺旋形形状，冷却剂被主动地泵送到使该馈送管与该轴分开的区域中，因此确保连续的冷却剂流动到该转子组件。US-A-7，489，057是Zhou的一个相关专利。在US-A-3，260，872 (Potter)中，提供了一种油冷却发电机。在这里，经由一个开口提供冷却剂油的流动。冷却剂油然后流动穿过螺旋形路径之后进入该发电机转子的轴向轴。该流体朝向转子的端部传递，在该端部从转子壳体的内表面反射且向回传递穿过进一步的螺旋形路径。最终，冷却剂传递出该设备。因此，提供了一种油冷却发电机，其中螺旋形路径用于控制冷却油的流动且其中流体馈送管与转子一起旋转。流体冷却马达或发电机的其他实施例包括如US-A-4，647，805、US-A-5，589，720、W0-A-90/09053、DE-A-19913199、US-A-4, 692，644、US-A-8, 022，582、US-A-2001/0308071、US-A-3, 521，094、US-A-3, 060，335、US-A-3, 240，967、US-A-4, 350，908、US-A-5, 424，593、GB-A-16979、GB-A-2483122 以及 DE-A-3622231 中所描述的那些。根据本专利技术的第一方面，提供了一种旋转设备，包括:一个定子，用于接收或输出电功率；一个转子，被同轴地布置在该定子内且具有一个或多个布置在其上的磁体，该转子包括一个具有一内壁的转子壳体，所述磁体被布置在该壳体周围，且其中该转子还包括导管，该导管具有一个用于冷却剂在该转子的第一端和该转子的第二远端之间流动的轴向分量(axial component);该转子还包括一个或多个径向流体导管，所述径向流体导管被流体地耦合到轴向流体导管且被布置成在使用中从轴向流体导管接收冷却剂或向该轴向流体导管提供冷却剂，该内壁具有一个或多个用于冷却剂流动的流体路径，从而冷却该转子；以及一个流体叶轮，所述流体叶轮被布置在转子的第一端或远端处且被布置成与该转子一起旋转，且向进入该旋转设备的流体给予旋转移动或从离开该旋转设备的流体去除旋转移动。提供了一种旋转设备。该旋转设备可以起马达或发电机的作用。作为马达，向定子提供电功率，该定子生成变化的磁场且通过与转子上的磁体的相互作用引起转子旋转。在作为发电机使用时，驱动转子，围绕该转子借助该转子所暴露到的变化的磁场在定子中生成功率。设置了一个叶轮，该叶轮被布置成与转子一起旋转且向进入该旋转设备的流体给予和/或维持旋转移动或将旋转移动从离开该旋转设备的流体去除。这意味着，在流动穿过该旋转设备的冷却流体中避免了压力损失。设置了一个轴向流体导管，该轴向流体导管使得流体能够在大体轴向方向上(即，从转子的一端向另一端和/或再次返回)流动。该轴向流体导管优选地被中心地布置成使得流体可以在中心纵向轴向位置中流动穿过该轴向流体导管。在另一个实施例中，轴向流体导管(一个或多个)被布置在距转子的中心纵向轴线某一径向距离处。根据本专利技术的第二方面，提供了一种旋转设备，包括:一个定子，用于接收或输出电功率；一个转子，被同轴地布置在该定子内且具有一个或多个布置在其上的磁体，该转子包括一个具有一内壁的转子壳体，所述磁体被布置在该壳体周围，且其中该转子还包括一个用于冷却剂在该转子的第一端和该转子的第二远端之间流动的轴向流体导管；该转子还包括一个或多个径向流体导管，所述径向流体导管被流体地耦合到该轴向流体导管且被布置成在使用中从该轴向流体导管接收冷却剂或向该轴向流体导管提供冷却剂，该内壁具有一个或多个用于冷却剂流动的曲折路径，从而冷却该转子；以及一个流体叶轮，该流体叶轮被布置在转子的第一端或远端处且被布置成与该转子一起旋转且向进入该旋转设备的流体给予旋转移动或将旋转移动从离开该旋转设备的流体去除。提供了一种旋转设备，该旋转设备可以起马达或发电机的作用。作为马达，向定子提供电功率，该定子生成变化的磁场且通过与转子上的磁体的相互作用引起转子旋转。在作为发电机使用时，驱动转子，围绕该转子借助该转子所暴露到的变化的磁场在定子中生成功率。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种旋转设备，包括：一个定子，用于接收或输出电功率；一个转子，被同轴地布置在所述定子内且具有一个或多个布置在其上的磁体，所述转子包括一个具有一内壁的转子壳体，所述磁体被布置在所述壳体周围，且其中所述转子还包括一个导管，所述导管具有一个用于使冷却剂在所述转子的第一端和所述转子的第二远端之间流动的轴向分量；所述转子还包括一个或多个径向流体导管，所述径向流体导管被流体地耦合到所述具有一个轴向分量的导管且被布置成在使用中从所述具有一个轴向分量的导管接收冷却剂或向所述具有一个轴向分量的导管提供冷却剂，所述内壁具有一个或多个用于冷却剂流动的流体路径，从而冷却所述转子；至少一个流体叶轮，被布置在转子的所述第一端和/或远端处且被布置成与所述转子一起旋转，且给予和/或维持进入所述旋转设备的流体的旋转移动、或者去除和/或维持离开所述旋转设备的流体的旋转移动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·L·巴克，A·克罗斯，
申请(专利权)人：整体动力系统有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB
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