WO2008113748A1 - Electrical machine with compensation for the induced voltage in the cooling pipe system - Google Patents
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- WO2008113748A1 WO2008113748A1 PCT/EP2008/053053 EP2008053053W WO2008113748A1 WO 2008113748 A1 WO2008113748 A1 WO 2008113748A1 EP 2008053053 W EP2008053053 W EP 2008053053W WO 2008113748 A1 WO2008113748 A1 WO 2008113748A1
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Definitions
- the present invention relates to an electrical machine with a laminated core, a winding, with which in the laminated core, a magnetic flux can be generated, and at least one cooling tube extending in the laminated core.
- each individual cooling tube could also have a separate water feed. Because of the complex connection technology, however, this solution is not desirable from a technological and economic point of view.
- the object of the present invention is thus to counteract the high loss of entry in an electrically closed water pipe cycle system of an electric machine.
- this object is achieved by an electric machine with a laminated core, a winding with which a magnetic flux can be generated in the laminated core, and at least one cooling tube extending in the laminated core, wherein a first part of the at least one cooling tube in the laminated core so extends that is induced by a first portion of the magnetic flux at a predetermined time, a first voltage in the first part of the cooling tube, and connected to the first part serially connected, second part of the at least one cooling tube in the laminated core so that by a second portion of the magnetic flux at the predetermined time of a first voltage opposite second voltage of substantially equal amplitude in the second part of the cooling tube is induced.
- the circulating current induction can be prevented by the solution according to the invention.
- the water pipe cycle system can be brought as close to the bottom of the groove with simultaneous loss reduction and thus a higher heat dissipation efficiency can be achieved. The consequence of this is that at a low cost in terms of water pipe connection technology, a significant increase in power density of the electrical machine can be achieved.
- the first and second part of the cooling tube in the above-mentioned electric machine runs along the groove bottom in each case one groove of the laminated core. This makes highly efficient cooling possible.
- the laminated core with the pipe interconnection according to the invention can be part of a stator of a rotary machine. Likewise, the laminated core with the pipe interconnection according to the invention may be part of a primary part of a linear motor. In general, the pipe interconnection according to the invention can be used where a laminated core is penetrated by a time-varying flow. The heat dissipation according to the invention can thus be applied to electric machines of different types without further ado.
- the laminated core can also have evenly distributed over the circumference of the stator or the action length of the primary part a plurality of grooves on the groove base in each case the corresponding groove extends along a part of the cooling tube.
- the laminated core is cooled in the region of all grooves by a single, one-piece cooling tube or a single cooling tube with serially connected cooling tube components.
- a third part of the cooling tube which connects the first and second part of the cooling tube, be guided on or in a winding head of the winding, so that both are in direct thermal contact.
- the third part of the cooling tube is shaped so that the cooling tube and the winding head can be bandaged together. In this way, effective heat dissipation of the winding head can be achieved by heat conduction and not only by convection.
- FIG 1 is a schematic diagram of the inventive arrangement of the cooling tubes in a stator of an electric machine and
- FIG 2 is a plan view of the stator of FIG 1 with a laid according to the invention cooling tube system.
- an electric machine has a stator core 1 and a rotor core 2.
- the stator core 1 has teeth 3 and also has The rotor laminations 2 teeth 4. Between the teeth 3 of the stator core 1 are grooves 5. On the presentation of windings on both the stator core 1 and the rotor laminations 2 is omitted here for clarity.
- the magnetic flux ⁇ shown in FIG. 1 with a closed ring 6 results.
- the magnetic flow direction is indicated by arrows.
- the flow in a first portion 8 extends radially outward from the rotor laminations 2 to the stator core 1 by the corresponding teeth 3, 4 of the laminated cores.
- the magnetic flux ⁇ continues through the yoke of the stator core 1.
- the magnetic flux ⁇ extends in a further section 9 radially inwardly from
- cooling tube sections 10, 11, 12 and 13 are arranged in the vicinity of the groove bottom of grooves 5 of the stator lamination stack 1.
- the two cooling pipe loops 11 and 12 are located within the closed ring 6 of the flow ⁇ .
- each voltage of different orientation is induced in both cooling tubes 11, 12.
- this tube pair 11, 12 is now electrically connected to one another in the region of the winding head of the machine. This is ensured, for example, by virtue of the fact that the cooling tube is formed in one piece from a metal tube. Accordingly, the cooling pipe section 11 constitutes a first part and the cooling pipe section 12 forms a second part of an entire, connected cooling pipe. The connection of the two cooling pipe sections 11, 12 is effected by a third part the cooling tube, which is not shown in FIG 1, but will be explained in more detail in connection with FIG 2.
- the entire cooling tube consists of an electrically conductive metal, and the two cooling tube sections 11 and 12 are connected in series with each other, the voltages induced alternately in the two cooling tube sections 11, 12 compensate each other. Accordingly, two pipe sections are always to be connected in series with one another, which are arranged antisymmetrically with respect to the magnetic flux body, like the two cooling pipe sections 11 and 12 in FIG.
- FIG. 2 shows a plan view of the stator section of FIG. 1.
- the stator core 1 is penetrated in the axial direction by the cooling pipe sections 10, 11, 12 and 13.
- the cooling pipe sections 11 and 12 are connected by a cooling pipe section 16 extending in the circumferential direction.
- the two cooling pipe sections 10 and 11 are connected by a cooling pipe section 17 extending in the circumferential direction and the two cooling pipe sections 12 and 13 by a cooling pipe section 18 likewise extending in the circumferential direction.
- By the arrow 19 is shown in FIG 2, the coolant inlet and by the arrow 20 of the coolant outlet of the entire cooling tube.
- FIG. 2 which are located in the region of the cooling tube sections 10, 11 and 12, 13. Since the cooling pipe sections 10, 11 are respectively connected in series through the connecting piece 17 and the cooling pipe sections 12, 13 by the connecting piece 18, the induced stresses in the cooling pipe sections 10 and 11 as well as 12 and 13 compensate each other to zero.
- the individual pairs of cooling tubes, whose voltage sum is zero, can basically be connected as desired to form a complete tube. In the example of FIG 2, the cooling tube pairs 10, 11 and 12, 13, each having a voltage zero sum, coupled by the connecting piece 16 together to form an overall tube. Of course, this can be extended arbitrarily in the manner mentioned.
- connection piece 16 extending in the circumferential direction, which connects the corresponding alternating pole-dividing regions, makes it possible to heat-dissipate the winding head in a more planar manner than a variant which connects only adjacently placed cooling pipes by means of banding on the winding head (not shown in FIG. 2) (eg, connectors 17 and 18).
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Abstract
Description
Beschreibungdescription
Elektrische Maschine mit Kompensation der induzierten Spannung im KühlrohrsystemElectrical machine with compensation of the induced voltage in the cooling pipe system
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Maschine mit einem Blechpaket, einer Wicklung, mit der in dem Blechpaket ein magnetischer Fluss erzeugbar ist, und mindestens einem Kühlrohr, das in dem Blechpaket verläuft.The present invention relates to an electrical machine with a laminated core, a winding, with which in the laminated core, a magnetic flux can be generated, and at least one cooling tube extending in the laminated core.
Zum Zwecke der Leistungsdichteerhöhung bei gleichzeitiger Geräuschreduzierung durch Einsparung eines externen Lüfters wird ein Wasserrohrkreislaufsystem in das Ständerblechpaket einer elektrischen Maschine eingebracht. Je näher das Wasser- rohrkreislaufSystem an den Nutgrund herangeführt wird, desto höher ist die Entwärmungseffizienz . Demgegenüber kommt es a- ber wiederum durch die Abstandsreduzierung zum Nutgrund durch zunehmende Wirbelstrominduzierung zu einem höheren Verlusteintrag in den elektrisch leitfähigen Kühlrohren des Kühlsys- tems . Es kommt besonders dann zu einem hohen Verlusteintrag, wenn ein elektrisch geschlossener Rohrkühlkreislauf aufgebaut wird, da dann eine Kreisstrominduzierung hervorgerufen wird.For the purpose of power density increase while reducing noise by saving an external fan, a water pipe circuit system is introduced into the stator core of an electric machine. The closer the water pipe circulation system is brought to the bottom of the groove, the higher the heat dissipation efficiency. On the other hand, by reducing the distance to the groove base due to increasing eddy current induction, there is again a higher loss in the electrically conductive cooling tubes of the cooling system. It is particularly then a high loss entry when an electrically closed tube cooling circuit is built, since then a Kreisstrominduzierung is caused.
Bei einem rein metallischen Kühlkreislaufrohrsystem führt der hohe Verlusteintrag zum einen zu einer ungewollt hohen Erwärmung des Kühlmediums. Zum anderen wird durch den Verlusteintrag der Gesamtwirkungsgrad der elektrischen Maschine reduziert .In a purely metallic cooling circuit pipe system, the high loss entry leads to an unintentionally high heating of the cooling medium. On the other hand, the total efficiency of the electrical machine is reduced by the loss entry.
Zur Verminderung der Kreisstrominduzierung könnte auch jedes einzelne Kühlrohr eine separate Wassereinspeisung besitzen. Wegen der aufwändigen Verbindungstechnik ist diese Lösung jedoch aus technologischer und wirtschaftlicher Sicht nicht wünschenswert .To reduce the circulating current induction, each individual cooling tube could also have a separate water feed. Because of the complex connection technology, however, this solution is not desirable from a technological and economic point of view.
Es sind elektrische Maschinen bekannt, bei denen die Kühlrohre des Wasserrohrkreislaufsystems so weit vom Nutgrund platziert werden, dass sie sich am äußeren Rand im Ständerblech- paket befinden und somit nur einen minimalen Verlusteintrag erfahren. Der Nachteil an dieser Lösung ist, dass durch die Distanzierung vom Nutgrund die Entwärmungseffizienz reduziert wird. Hieraus folgt wiederum eine Verminderung hinsichtlich der Leistungsdichte der elektrischen Maschine. Eine technologisch brauchbare Lösung zur Kompensation des hohen Verlusteintrags bei einem elektrisch geschlossenen Wasserrohrkreislaufsystem ist nicht bekannt.There are known electrical machines in which the cooling tubes of the water pipe cycle system are placed so far from the groove base that they are at the outer edge in the stator package and thus experience only a minimal loss entry. The disadvantage of this solution is that the heat dissipation efficiency is reduced by the distance from the groove bottom. This in turn follows a reduction in the power density of the electrical machine. A technologically useful solution to compensate for the high loss of entry in an electrically closed water pipe cycle system is not known.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, dem hohen Verlusteintrag bei einem elektrisch geschlossenen Wasserrohrkreislaufsystem einer elektrischen Maschine entgegenzuwirken .The object of the present invention is thus to counteract the high loss of entry in an electrically closed water pipe cycle system of an electric machine.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine elektrische Maschine mit einem Blechpaket, einer Wicklung, mit der in dem Blechpaket ein magnetischer Fluss erzeugbar ist, und mindestens einem Kühlrohr, das in dem Blechpaket verläuft, wobei ein erster Teil des mindestens einen Kühlrohrs in dem Blechpaket so verläuft, dass durch einen ersten Abschnitt des magnetischen Flusses zu einem vorgebbaren Zeitpunkt eine erste Spannung in dem ersten Teil des Kühlrohrs induziert wird, und ein mit dem ersten Teil seriell verbundener, zweiter Teil des mindestens einen Kühlrohrs in dem Blechpaket so verläuft, dass durch einen zweiten Abschnitt des magnetischen Flusses zu dem vorgebbaren Zeitpunkt eine der ersten Spannung entgegengesetzte zweite Spannung im Wesentlichen gleicher Amplitude in dem zweiten Teil des Kühlrohrs induziert wird.According to the invention, this object is achieved by an electric machine with a laminated core, a winding with which a magnetic flux can be generated in the laminated core, and at least one cooling tube extending in the laminated core, wherein a first part of the at least one cooling tube in the laminated core so extends that is induced by a first portion of the magnetic flux at a predetermined time, a first voltage in the first part of the cooling tube, and connected to the first part serially connected, second part of the at least one cooling tube in the laminated core so that by a second portion of the magnetic flux at the predetermined time of a first voltage opposite second voltage of substantially equal amplitude in the second part of the cooling tube is induced.
Dies bedeutet, dass die Rohrverbindungen so konzipiert werden, dass die antisymmetrische Feldverteilung zweier entgegengesetzter Maschinen-Polteilungen ausgenutzt wird. Werden somit zwei benachbarte Rohrverbindungspaare so ausgeführt, dass diese von der antisymmetrischen Verteilung des magneti- sehen Flusses wechselseitig durchsetzt werden, so werden in den jeweiligen Rohrpaaren Spannungen verschiedener Orientierung induziert. Bei serieller Verschaltung der benachbarten Rohrpaare mit alternierender Spannungsorientierung erzwingt man eine resultierende Kompensation der Spannungssummen in einem elektrisch geschlossenen Wasserrohrkreislaufsystem.This means that the pipe joints are designed so that the antisymmetric field distribution of two opposite machine pole pitches is utilized. Thus, if two adjacent pairs of pipe connections are made such that they are interspersed alternately by the antisymmetric distribution of the magnetic flux, stresses of different orientation are induced in the respective pipe pairs. For serial interconnection of the adjacent pipe pairs with alternating voltage orientation forces a resulting compensation of the voltage sums in an electrically closed water pipe circuit system.
In vorteilhafter Weise kann durch die erfindungsgemäße Lösung trotz des Aufbaus eines elektrisch geschlossenen Rohrkühlkreislaufs über alle Maschinenpole hinweg die Kreisstromindu- zierung unterbunden werden. Zudem kann das Wasserrohrkreislaufsystem bei gleichzeitiger Verlustreduzierung möglichst nahe an den Nutgrund herangeführt werden und so eine höhere Entwärmungseffizienz erreicht werden. Die Folge daraus ist, dass bei einem geringen Aufwand hinsichtlich der Wasserrohrverbindungstechnik eine deutliche Leistungsdichteerhöhung der elektrischen Maschine erreicht werden kann.Advantageously, despite the construction of an electrically closed tube cooling circuit across all machine poles, the circulating current induction can be prevented by the solution according to the invention. In addition, the water pipe cycle system can be brought as close to the bottom of the groove with simultaneous loss reduction and thus a higher heat dissipation efficiency can be achieved. The consequence of this is that at a low cost in terms of water pipe connection technology, a significant increase in power density of the electrical machine can be achieved.
Vorzugsweise verläuft der erste und zweite Teil des Kühlrohrs in der oben genannten elektrischen Maschine entlang des Nutgrunds jeweils einer Nut des Blechpakets. Damit ist eine hocheffiziente Entwärmung möglich.Preferably, the first and second part of the cooling tube in the above-mentioned electric machine runs along the groove bottom in each case one groove of the laminated core. This makes highly efficient cooling possible.
Das Blechpaket mit der erfindungsgemäßen Rohrverschaltung kann Teil eines Stators einer rotatorischen Maschine sein. Ebenso kann das Blechpaket mit der erfindungsgemäßen Rohrverschaltung ein Teil eines Primärteils eines Linearmotors sein. Allgemein kann die erfindungsgemäße Rohrverschaltung dort zum Einsatz gebracht werden, wo ein Blechpaket von einem zeitlich veränderlichen Fluss durchsetzt wird. Die erfindungsgemäße Entwärmung lässt sich also auf elektrische Maschinen unterschiedlicher Typen ohne weiteres anwenden.The laminated core with the pipe interconnection according to the invention can be part of a stator of a rotary machine. Likewise, the laminated core with the pipe interconnection according to the invention may be part of a primary part of a linear motor. In general, the pipe interconnection according to the invention can be used where a laminated core is penetrated by a time-varying flow. The heat dissipation according to the invention can thus be applied to electric machines of different types without further ado.
Das Blechpaket kann ferner über den Umfang des Stators oder die Wirkungslänge des Primärteils gleichmäßig verteilt mehrere Nuten aufweisen, an deren Nutgrund jeweils der entsprechenden Nut entlang ein Teil des Kühlrohrs verläuft. Somit wird das Blechpaket im Bereich aller Nuten durch ein einzi- ges, einteiliges Kühlrohr oder ein einziges Kühlrohr mit seriell verbundenen Kühlrohrkomponenten gekühlt. Gemäß einer anderen Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen elektrischen Maschine kann ein dritter Teil des Kühlrohrs, der den ersten und zweiten Teil des Kühlrohrs verbindet, an oder in einen Wickelkopf der Wicklung geführt sein, so dass beide in direktem thermischen Kontakt stehen. Insbesondere ist es günstig, wenn der dritte Teil des Kühlrohrs so ausgeformt ist, dass das Kühlrohr und der Wickelkopf aneinander bandagiert werden können. Auf diese Weise lässt sich eine wirksame Entwärmung des Wickelkopfs durch Wärmeleitung und nicht nur durch Konvektion erzielen.The laminated core can also have evenly distributed over the circumference of the stator or the action length of the primary part a plurality of grooves on the groove base in each case the corresponding groove extends along a part of the cooling tube. Thus, the laminated core is cooled in the region of all grooves by a single, one-piece cooling tube or a single cooling tube with serially connected cooling tube components. According to another development of the electric machine according to the invention, a third part of the cooling tube, which connects the first and second part of the cooling tube, be guided on or in a winding head of the winding, so that both are in direct thermal contact. In particular, it is favorable if the third part of the cooling tube is shaped so that the cooling tube and the winding head can be bandaged together. In this way, effective heat dissipation of the winding head can be achieved by heat conduction and not only by convection.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:The present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG 1 eine Prinzipskizze zur erfindungsgemäßen Anordnung der Kühlrohre in einem Stator einer elektrischen Maschine und FIG 2 eine Draufsicht auf den Stator von FIG 1 mit einem erfindungsgemäß verlegten Kühlrohrsystem.1 is a schematic diagram of the inventive arrangement of the cooling tubes in a stator of an electric machine and FIG 2 is a plan view of the stator of FIG 1 with a laid according to the invention cooling tube system.
Das nachfolgend näher geschilderte Ausführungsbeispiel stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar .The embodiment described in more detail below represents a preferred embodiment of the present invention.
Um dem höheren Verlusteintrag in den Kühlrohren, welche beispielsweise in das Ständerblechpaket einer elektrischen Maschine eingebracht werden, bei geringerer Distanzierung der Kühlrohre vom Nutgrund entgegenwirken zu können, ist ein verlustminimierendes Konzept zur Verbindung des Wasserrohrkreis- laufSystems entwickelt worden. Demnach sind die Rohrverbindungen so konzipiert, dass die antisymmetrische Feldverteilung zweier alternierender bzw. vom magnetischen Fluss entgegengesetzt durchströmter Maschinenpolteilungen ausgenutzt wird. Konkret ist dieses Prinzip in FIG 1 dargestellt.In order to be able to counteract the higher loss entry in the cooling tubes, which are introduced, for example, into the stator core of an electric machine with less distancing of the cooling tubes from the groove base, a loss minimizing concept for connecting the water tube circulation system has been developed. Accordingly, the pipe connections are designed so that the antisymmetric field distribution of two alternating or by the magnetic flux flowed through machine pole divisions is exploited. Specifically, this principle is shown in FIG.
Entsprechend dem Beispiel von FIG 1 besitzt eine elektrische Maschine ein Ständerblechpaket 1 und ein Läuferblechpaket 2. Das Ständerblechpaket 1 besitzt Zähne 3 und ebenso besitzt das Läuferblechpaket 2 Zähne 4. Zwischen den Zähnen 3 des Ständerblechpakets 1 befinden sich Nuten 5. Auf die Darstellung von Wicklungen sowohl an dem Ständerblechpaket 1 als auch an dem Läuferblechpaket 2 ist hier der Übersicht halber verzichtet.According to the example of FIG. 1, an electric machine has a stator core 1 and a rotor core 2. The stator core 1 has teeth 3 and also has The rotor laminations 2 teeth 4. Between the teeth 3 of the stator core 1 are grooves 5. On the presentation of windings on both the stator core 1 and the rotor laminations 2 is omitted here for clarity.
Wird die elektrische Maschine nach FIG 1 räumlich und zeitlich veränderlich bestromt, so ergibt sich der in FIG 1 mit einem geschlossenen Ring 6 dargestellte magnetische Fluss φ . Die magnetische Flussrichtung ist mit Pfeilen angedeutet. Somit verläuft der Fluss in einem ersten Abschnitt 8 radial nach außen vom Läuferblechpaket 2 zum Ständerblechpaket 1 durch die entsprechenden Zähne 3, 4 der Blechpakete. Anschließend verläuft der magnetische Fluss φ weiter durch das Joch des Ständerblechpakets 1. An einer durch die elektrische Beschaltung definierten Stelle verläuft der magnetische Fluss φ in einem weiteren Abschnitt 9 danach radial nach innen vomIf the electrical machine according to FIG. 1 is energized in a spatially and temporally variable manner, the magnetic flux φ shown in FIG. 1 with a closed ring 6 results. The magnetic flow direction is indicated by arrows. Thus, the flow in a first portion 8 extends radially outward from the rotor laminations 2 to the stator core 1 by the corresponding teeth 3, 4 of the laminated cores. Subsequently, the magnetic flux φ continues through the yoke of the stator core 1. At a position defined by the electrical wiring, the magnetic flux φ extends in a further section 9 radially inwardly from
Ständerblechpaket 1 in das Läuferblechpaket 2 wieder durch die entsprechenden Zähne 3, 4. Im Läuferblechpaket 2 verläuft der magnetische Fluss φ auf Grund der Quellenfreiheit des magnetischen Feldes zurück zum Ausgangspunkt.Stand laminated core 1 in the rotor core 2 again through the corresponding teeth 3, 4. In the rotor core 2, the magnetic flux φ runs due to the source freedom of the magnetic field back to the starting point.
Um eine möglichst wirksame Entwärmung zu erzielen, sind Kühlrohrabschnitte 10, 11, 12 und 13 in der Nähe des Nutgrunds von Nuten 5 des Ständerblechpakets 1 angeordnet. Die beiden Kühlrohrschleifen 11 und 12 befinden sich innerhalb des geschlossenen Rings 6 des Flusses φ . Da sie bezüglich desIn order to achieve the most efficient possible cooling, cooling tube sections 10, 11, 12 and 13 are arranged in the vicinity of the groove bottom of grooves 5 of the stator lamination stack 1. The two cooling pipe loops 11 and 12 are located within the closed ring 6 of the flow φ. As they are concerning the
Flusses symmetrisch angeordnet sind, wird in beiden Kühlrohren 11, 12 jeweils Spannung unterschiedlicher Orientierung induziert. Erfindungsgemäß ist nun dieses Rohrpaar 11, 12 im Bereich des Wickelkopfs der Maschine miteinander elektrisch verbunden. Dies wird beispielsweise dadurch gewährleistet, dass das Kühlrohr einteilig aus einem Metallrohr gebildet ist. Demnach stellt der Kühlrohrabschnitt 11 einen ersten Teil und der Kühlrohrabschnitt 12 einen zweiten Teil eines gesamten, verbundenen Kühlrohrs dar. Die Verbindung der beiden Kühlrohrabschnitte 11, 12 erfolgt durch ein drittes Teil des Kühlrohrs, das in FIG 1 nicht dargestellt ist, aber im Zusammenhang mit FIG 2 näher erläutert wird.Flow are arranged symmetrically, each voltage of different orientation is induced in both cooling tubes 11, 12. According to the invention, this tube pair 11, 12 is now electrically connected to one another in the region of the winding head of the machine. This is ensured, for example, by virtue of the fact that the cooling tube is formed in one piece from a metal tube. Accordingly, the cooling pipe section 11 constitutes a first part and the cooling pipe section 12 forms a second part of an entire, connected cooling pipe. The connection of the two cooling pipe sections 11, 12 is effected by a third part the cooling tube, which is not shown in FIG 1, but will be explained in more detail in connection with FIG 2.
Da das gesamte Kühlrohr aus einem elektrisch leitfähigen Me- tall besteht, und die beiden Kühlrohrabschnitte 11 und 12 seriell miteinander verbunden sind, kompensieren sich die in den beiden Kühlrohrabschnitten 11, 12 wechselseitig induzierten Spannungen. Dementsprechend sind immer zwei Rohrabschnitte seriell miteinander zu verbinden, die bezüglich der Ges- talt des magnetischen Flusses antisymmetrisch angeordnet sind wie die beiden Kühlrohrabschnitte 11 und 12 in FIG 1.Since the entire cooling tube consists of an electrically conductive metal, and the two cooling tube sections 11 and 12 are connected in series with each other, the voltages induced alternately in the two cooling tube sections 11, 12 compensate each other. Accordingly, two pipe sections are always to be connected in series with one another, which are arranged antisymmetrically with respect to the magnetic flux body, like the two cooling pipe sections 11 and 12 in FIG.
FIG 2 zeigt eine Draufsicht auf den Ständer-Abschnitt von FIG 1. Das Ständerblechpaket 1 ist in axialer Richtung von den Kühlrohrabschnitten 10, 11, 12 und 13 durchdrungen. Auf der einen Stirnseite 14 des Ständerblechpakets 1 sind die Kühlrohrabschnitte 11 und 12 durch einen in Umfangsrichtung verlaufenden Kühlrohrabschnitt 16 verbunden. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite 15 des Ständerblechpakets 1 sind die beiden Kühlrohrabschnitte 10 und 11 durch einen in Umfangs- richtung verlaufenden Kühlrohrabschnitt 17 und die beiden Kühlrohrabschnitte 12 und 13 durch einen ebenfalls in Um- fangsrichtung verlaufenden Kühlrohrabschnitt 18 verbunden. Damit ergibt sich ein einziges geschlossenes Kühlrohr, das das Ständerblechpaket 1 mehrfach durchläuft. Es besteht aus der Hintereinanderschaltung der Kühlrohrabschnitte 13, 18, 12, 16, 11, 17 und 10. Durch den Pfeil 19 ist in FIG 2 der Kühlmitteleinlauf und durch den Pfeil 20 der Kühlmittelauslauf des gesamten Kühlrohrs dargestellt.2 shows a plan view of the stator section of FIG. 1. The stator core 1 is penetrated in the axial direction by the cooling pipe sections 10, 11, 12 and 13. On the one end face 14 of the stator lamination stack 1, the cooling pipe sections 11 and 12 are connected by a cooling pipe section 16 extending in the circumferential direction. On the opposite end face 15 of the stator lamination stack 1, the two cooling pipe sections 10 and 11 are connected by a cooling pipe section 17 extending in the circumferential direction and the two cooling pipe sections 12 and 13 by a cooling pipe section 18 likewise extending in the circumferential direction. This results in a single closed cooling tube, which passes through the stator core 1 several times. It consists of the series connection of the cooling pipe sections 13, 18, 12, 16, 11, 17 and 10. By the arrow 19 is shown in FIG 2, the coolant inlet and by the arrow 20 of the coolant outlet of the entire cooling tube.
Weiterhin sind in FIG 2 die Maschinenpole S und N zu erkennen, die sich im Bereich der Kühlrohrabschnitte 10, 11 bzw. 12, 13 befinden. Da die Kühlrohrabschnitte 10, 11 durch das Verbindungsstück 17 und die Kühlrohrabschnitte 12, 13 durch das Verbindungsstück 18 jeweils in Reihe geschaltet sind, kompensieren sich die induzierten Spannungen jeweils in den Kühlrohrabschnitten 10 und 11 sowie 12 und 13 zu null. Die einzelnen Kühlrohrpaare, deren Spannungssumme null ergibt, können grundsätzlich beliebig zu einem Gesamtrohr verbunden werden. In dem Beispiel von FIG 2 sind die Kühlrohrpaare 10, 11 und 12, 13, die jeweils eine Spannungsnullsumme besitzen, durch das Verbindungsstück 16 miteinander zu einem Gesamtrohr gekoppelt. Dieses lässt sich natürlich beliebig auf die genannte Art verlängern.Furthermore, the machine poles S and N can be seen in FIG. 2, which are located in the region of the cooling tube sections 10, 11 and 12, 13. Since the cooling pipe sections 10, 11 are respectively connected in series through the connecting piece 17 and the cooling pipe sections 12, 13 by the connecting piece 18, the induced stresses in the cooling pipe sections 10 and 11 as well as 12 and 13 compensate each other to zero. The individual pairs of cooling tubes, whose voltage sum is zero, can basically be connected as desired to form a complete tube. In the example of FIG 2, the cooling tube pairs 10, 11 and 12, 13, each having a voltage zero sum, coupled by the connecting piece 16 together to form an overall tube. Of course, this can be extended arbitrarily in the manner mentioned.
Um die verlustreduzierende Rohrverbindungstechnik realisieren zu können, sind bei dem Beispiel von FIG 2 in Umfangsrichtung verlaufende Verbindungsstücke unterschiedlicher Verbindungslänge notwendig. Das lange in Umfangsrichtung verlaufende Verbindungsstück 16, welches die entsprechenden alternierenden Polteilungsbereiche verbindet, ermöglicht zudem durch ein Aufbandagieren auf den Wickelkopf (in FIG 2 nicht darge- stellt) eine flächigere Entwärmung des Wickelkopfs im Vergleich zu einer Variante, die nur benachbart platzierte Kühlrohre miteinander verbindet (z. B. Verbindungsstücke 17 und 18). Grundsätzlich ist es natürlich erstrebenswert, sämtliche Verbindungsstücke auf einem Wickelkopf aufzubandagieren, so dass ein möglichst hoher Entwärmungsgrad bezüglich des Wickelkopfs erzielt werden kann. In order to realize the loss-reducing pipe connection technology, in the example of FIG 2 extending in the circumferential direction connecting pieces of different connection length are necessary. In addition, the connecting piece 16 extending in the circumferential direction, which connects the corresponding alternating pole-dividing regions, makes it possible to heat-dissipate the winding head in a more planar manner than a variant which connects only adjacently placed cooling pipes by means of banding on the winding head (not shown in FIG. 2) (eg, connectors 17 and 18). In principle, it is of course desirable to apply all connecting pieces on a winding head, so that the highest possible degree of cooling with respect to the winding head can be achieved.
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