用于飞轮储能系统的电机的集成式定子装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于飞轮储能系统的电机的定子装置(1)，包括叠片单元(2)、圆柱形套筒单元(3)和密封单元(7)，其中，所述叠片单元(2)具有绕组(5)、至少两个接在所述绕组(5)上的、真空侧的电机相位连接电缆(6)，而在所述圆柱形套筒单元(3)的外侧面(3a)上布置着所述叠片单元(2)，并且所述密封单元(7)布置在套筒单元(3)的内侧面(3b)上，并且被设计成将所述真空侧的电机相位连接电缆分别以真空密封的方式连接到相应的周边的电机相位电缆(6

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于飞轮储能系统的电机的集成式定子装置


[0001]本专利技术涉及一种用于飞轮储能系统(尤其是飞轮储能系统的电动机
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发动机
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组)的电机的定子装置，包括叠片单元和圆柱形的套筒单元，所述叠片单元具有绕组和至少两个接在所述绕组上的、真空侧的电机相位连接电缆，所述圆柱形套筒单元的外侧面上布置着所述叠片单元。

技术介绍

[0002]电机的定子装置或定子由叠片铁芯和绕组构成，它们是叠片单元的组成部分，绝大部分由一个套筒形式的主体(套筒单元)构成，该套筒单元支撑着叠片。所述套筒单元通常是金属制的，例如由铝制或钢制成。它的任务是为叠片单元设定几何位置，并且将电机的机械力矩传递给与配属于所述定子装置的外部结构。此外，所述套筒单元还负责导走因定子损耗产生的热量。因此，所述套筒单元在电机具有大的功率密度时经常用液体冷却。通常为此使用冷却盘管，借助它将冷却液盘旋地导入套筒的侧表面和所配属的结构体之间的空隙中。
[0003]在这种构造成内转子的电机中，叠片被相应地置入套筒单元中，并且所述套筒单元又被插入所述结构体的一个适配的通孔中。于是在正常使用电机时，冷却液就在套筒和通孔之间的间隙内，因此套筒单元和通孔相应地在两个轴向相对置的端侧上被密封，大部分情况通常使用O形环密封。通过相应的适配面，在此确定了上述单元相互之间的相对几何位置。例如所述套筒单元通过一个凸缘与所述结构体拧在一起，从而传递扭矩。这样的转换方式例如在机床主轴内或者也在电动汽车的驱动系统中广泛使用。
[0004]在飞轮储能系统的电机领域，其中，电能转换为飞轮储能系统的飞轮的旋转能，并被存储下来，以便在需要时再次转换成电能，其中所使用的电机部分地被设计为外转子。因为在设计成外转子的情况下定子装置位于转子装置的内部，相比设计成内转子的情况，这种情况提供明显更少的构造空间。相应地，为冷却提供的表面积也更少。同时要注意的是，所述飞轮储能系统的转子单元在真空中运行。如果在那里有冷却液溢出到真空区域，冷却液就会蒸发，并且飞轮储能系统中的压力水平就会跃进式上升，这就可能导致飞轮储能系统受损。于是，在造成冷却系统损坏的这种不可预见的系统状态下，冷却液进入真空区域就可能导致整个系统严重损坏。因此，在飞轮储能系统中，冷却系统与真空区域之间的密封系统必须特别可靠地工作，因此通常在制作时比较麻烦，也就是造价昂贵并且/或者占用较大的空间。
[0005]另一个因素是，在功率较高的飞轮储能系统中，用于传输电功率的电机相位连接电缆的横截面很大。相应地，这些电机相位连接电缆不仅在真空区域而且在正常大气压的周边范围内都需要占用特别多的空间。这些电机相位连接电缆必须从位于真空区域内的绕组出发、经由气密密封的贯通通道向外延伸至定子装置所在的、处于正常大气压下的周边范围内。这样气密密封的贯通通道也需要占用更多的位置。此外，由于存在接在电机相位上的脉冲电压，所以必须确保电磁兼容性，也就是说电机相位连接电缆必须充分地屏蔽。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术的基本任务是，为飞轮储能系统的电机提供就其所需安装空间而言改良后的定子装置。
[0007]该任务通过独立权利要求所述的对象得以解决。有利的实施方式由从属权利要求、说明书和附图中得出。
[0008]一方面涉及到用于飞轮储能系统的电机的定子装置，其具有叠片单元和圆柱形的套筒单元。所述叠片单元具有叠片铁芯，带有至少一个部分范围地和/或部分区段地围绕着叠片铁芯缠绕的绕组和至少两个(即两个或以上、优选三个或以上，例如五个或者六个)连接在绕组上的、真空侧的电机相位连接电缆。“真空侧”在这里优选地要理解为，在飞轮储能系统运行时，当飞轮储能系统的电机中的定子装置正常运转，所述相应的电机相位连接电缆就布置在定子装置所在的真空区域内。例如也可以设计成，让真空侧的电机相位连接电缆(例如连同定子装置的一个或者多个部件一起)被灌封树脂浇注。“真空侧”在这种情况下可以理解为，在飞轮储能系统运行时，当飞轮储能系统的电机中的定子装置正常运转，所述相应的电机相位连接电缆就朝向定子装置所在的真空区域的一侧。在这里要提醒注意，在定子装置的真空区域内(在定子装置运行时，飞轮布置在这个区域内)，除了真空还可以含有一种气体混合物，它相对于下文描述的非真空或半真空的外部区域具有一定的气压。就“部分区段”这个概念而言，“区段”在这里也可以指的是电机的轴向方向上的一段。“部分范围”这个概念所指的范围可以指的是空间内任意自由方向上的范围。所述定子装置在此尤其是可以被设计用于构造成外转子的电机。所述叠片单元布置在圆柱形套筒单元的外侧面上。
[0009]所述定子装置还具有密封单元，它布置在套筒单元的外侧面上，并且构造成将连接到绕组上的、真空侧的电机相位连接电缆分别真空密封地连接到各个周边的电机相位连接电缆上。各个周边的电机相位连接电缆在定子装置从而飞轮储能系统正常运行时布置在定子装置(飞轮储能系统)所在的周边范围内，这个区域是非真空的，优选地处于正常大气压下，或者至少相比布置了真空侧的电机相位连接电缆的区域而言属于半真空。
[0010]因此，所述密封单元尤其是将圆柱形套筒单元的在飞轮储能系统中的定子装置正常运行时邻靠真空的表面部分与圆柱形套筒单元的与正常大气压下的周边区域连接的表面部分分隔开。所述密封单元以及至少部分地还有所述圆柱形套筒单元因此用于隔开真空区域和大气环境。在这里，在飞轮储能系统运行期间，在圆柱形套筒单元的朝向圆柱形套筒单元外侧面的外部空间中是真空，在圆柱形套筒单元的圆柱体内部空间(优选地所述圆柱形套筒单元的中心轴穿过这个空间)可以至少部分区段内为真空并且/或者至少部分区段是正常大气压。
[0011]正如最后面还要展述的那样，所述密封单元例如也可以通过以下方式形成，即，所述圆柱形套筒单元在至少一个端侧上具有在轴向上延伸的盲孔，盲孔的底部就是密封单元的一部分。如果所述圆柱形套筒单元在这里例如具有两个分别由各自的袋状钻孔(每个端侧一个)形成的盲孔，那么所述密封单元布置在圆柱形套筒单元的中间区域，并且利用盲孔的底侧两侧都连接在套筒单元的内侧面上，并因此布置在这个内侧面上。在通过袋状钻孔制造出盲孔的情况下，所述密封单元至少部分地与所述套筒单元一体式地构成。如果每个端侧只有一个盲孔(例如仅仅一次袋状钻孔)，那么所述密封单元就位于圆柱形套筒单元的
与该端侧相对置的末端区域内(也就是另一个端侧上)，并且其中一侧逐渐过渡到套筒单元的端侧，而另一侧过渡到内侧面，于是同样也布置在所述内侧面上。这个或者这些盲孔也可以具有(在这里意味着借助于)贯通的孔(例如贯通的钻孔)，所述密封单元作为一个独立的单元被布置在其中。只有在装入了单独的密封单元以后，才形成这个或者这些相应的盲孔。盲孔于是在本专利技术的框架内也可以描述的是常见的贯通孔，它的一个末端区域或者中间区域(通过密封单元)被封闭。
[0012]这样设计的优点是，减少了定子装置在轴向上所需的空间，因为所述密封单元从而所述密封的贯通通道不是在定子的轴向延长区域内实现的，而是在套筒单元的内部，这本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于飞轮储能系统的电机的定子装置(1)，其具有
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叠片单元(2)，其具有绕组(5)和至少两个连接在绕组(5)上的、真空侧的电机相位连接电缆(6)；
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圆柱形的套筒单元(3)，在其外侧面(3a)上布置着所述叠片单元(2)；其特征在于，
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密封单元(7)，它布置在所述套筒单元(3)的内侧面(3b)上，并且被构造成将真空侧的电机相位连接电缆(6)分别真空密封地连接到各个靠周边一侧的电机相位连接电缆(6
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)上。2.根据权利要求1所述的定子装置(1)，其特征在于，所述密封单元(7)布置在所述圆柱形套筒单元(3)的圆柱体
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内部空间(8)中，尤其是以如下方式：所述电机相位连接电缆(6、6
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)的各个连接元件(7i)和/或用于所述电机相位连接电缆(6、6
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)的各个连接元件(7i)同样也布置在所述圆柱形套筒单元(3)的圆柱体
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内部空间(8)中。3.根据以上权利要求中任一项所述的定子装置(1)，其特征在于，所述密封单元(7)至少部分地与所述套筒单元(3)或所述套筒单元(3)的下部分一体式地构成。4.根据以上权利要求中任一项所述的定子装置(1)，其特征在于，所述套筒单元(3)具有至少一个用于引导冷却液穿过所述套筒单元(3)的液体通道(11)。5.根据权利要求4所述的定子装置(1)，其特征在于，所述液体通道(11)仅仅具有在所述定子装置(1)正常运转时不邻靠在飞轮储能系统的抽真空的周边区域(U)上的密封元件(14)。6.根据权利要求4或5所述的定子装置(1)，其特征在于，所述液体通道(11)具有盲孔，尤其是袋状钻孔，它们相互之间液体流通，并且尤其是所述液体通道(11)至少有部分区段由所述盲孔(11i...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨德里克，
申请(专利权)人：自适应平衡电源有限公司，
类型：发明
国别省市：