電機-蒸發冷卻的製作方法

2023-04-30 17:59:31

專利名稱：電機-蒸發冷卻的製作方法
電機-蒸發冷卻本發明涉及一種電機(electric machine)，其包含定子和由軸頸支承 (journalled)的用於圍繞定子旋轉的轉子。該定子設置有線圈，並且該轉子設置有產生穿過轉子與定子之間的氣隙的轉子磁場以與線圈配合的裝置。該機器將經常作為電動機，但也可以將其作為發電機且在許多的實施方式中作為軸向磁通機(axial flux machine) 0 尤其地，它涉及無磁軛分段電樞機(以下稱為「Y機」)，尤其是永磁機(permanent magnet machine)0
背景技術：
Woolmer和McCull0ch[l]描述了 Y機的拓撲結構，討論了它的優點，該優點使定子中的鐵得以減少，從而使改進轉矩密度成為可能。它包含一系列繞在線棒(bar)上的線圈， 這些線棒圍繞該定子沿周向間隔開，並理想地軸向設置，(即與該轉子的旋轉軸線平行)。 該轉子具有包括這樣的盤的兩級(stage)，所述盤設置有面向該定子的每個線圈的任一端的永磁體。在任一級的操作的磁路是穿過第一線圈進入轉子的第一級上的第一磁體；穿過轉子的背鐵到達第一級上的相鄰第二磁體；穿過定子的與第一線圈相鄰的第二線圈；進入轉子的第二級上的與第一級上的第二磁體對齊的第一磁體；穿過第二級的背鐵到達第二級上的且與第一級上的第一磁體對齊的第二磁體；並且穿過第一線圈完成迴路。電機的一個難點一般是提供足夠的冷卻。這對於具有高轉矩密度的Y機來說尤其是個問題，大量的熱量產生在高轉矩處的線圈內，且經常是能夠採用的轉矩的一個限制因素，至少在延長時間段內。另外，線圈是互相隔離的，因此只冷卻電動機的一個區域是不夠的，因為線圈之間的導熱率是低的。W0-A2006/066740披露了一種Y機，其包括具有圓柱形套筒的殼體，套筒在內部安裝有定子線圈，套筒為中空的，由此冷卻介質得以流通。然而，線圈被嵌入熱傳導材料中以將熱量帶到定子殼體。轉子可旋轉地軸頸支承在殼體中。定子線棒呈現為層壓型的，正如披露了一種Y機的GB-A-2379093以及W0-A-03/094327中描述的那樣。但並沒有提到冷卻
布置方式。US-A-6720688披露了一種Y機，其中的轉子像葉片泵一樣使流體在由定子殼體限定的腔室內流通，在殼體內支撐於軸承上並承載轉子的轉子軸穿過該定子殼體延伸出來。 流體冷卻定子線圈。當然，冷卻問題並不僅限於Y電動機。蒸發冷卻的想法早已被採用，例如，在SU-955379中，中空轉子軸呈現為延伸至一個外部旋轉殼體內以使製冷劑在軸內蒸發冷卻該轉子，並且蒸汽在變回液體之前便在外部殼體內凝結釋放其熱量。US5394040披露了類似的布置方式。同樣地，SE-A-7411152呈現為披露電動機的蒸發冷卻。這些裝置是被動式的，其中的冷卻迴路是自驅動的，但是更多的主動式布置方式被披露。US-A-3217193在電動機或者發電機的熱部件上噴灑液體製冷劑。 US-A-2007/0199339披露了一種帶有閥的完整製冷劑迴路，該閥在穿過定子和外部熱交換器的通道之間確保正確的定向流動。該發展對本發明有著特別的意義，它發現了用於車輛的車輪電動機中的主要應用。事實上，本發明的一個目的是提供一種電機，該電機具有有效但非被動式的蒸發冷卻布置。本發明的具體目的是為了使用於冷卻所需的額外元件和設備最少化，由此使由冷卻布置所損失動力的成本能夠最小化。

發明內容
根據本發明提供了一種電機，該電機包括具有轉子磁場的轉子以及具有線圈的定子，該線圈用於與穿過轉子與定子之間限定的氣隙的轉子磁場磁性相互作用，其中，定子相對於用於機器的安裝部(mounting)是固定部件，並且轉子在定子外部圍繞定子旋轉形成旋轉殼體，該旋轉殼體在轉子和定子之間限定出容納用於冷卻線圈的冷卻介質的密封腔室，並且其中，該冷卻介質具有低於定子的運行設計溫度且高於轉子殼體的運行設計溫度的沸點，並且其中，轉子殼體具有能夠被冷卻劑接近(accessible)的散熱外表面。優選地， 該冷卻劑是開放環境裡的周圍空氣。使用中的腔室包括這樣的體積，其優選地填充小於約25%體積的所述冷卻介質 (當液體時)。液體與蒸汽的體積比隨著溫度的升高以及壓力的增加而改變。小於25%的填充體積參照環境條件(ambient condition)。優選地，剩餘的體積僅由蒸汽形式的冷卻介質來填充。當電機未運行時，該腔室內壓優選地是周圍環境。壓力與所可提供的裝置相適應。優選地，電機是軸向磁通機，線圈被繞在線棒上，線棒圍繞形成轉子的旋轉軸線的該機器的固定軸沿周向間隔設置。優選地，線棒平行於旋轉軸線，轉子包括兩級，每級具有與線棒的每端相互作用的永磁體。優選地，該定子被安裝在所述安裝部的短軸(stub axle，轉向軸)上，並且所述轉子可旋轉地軸頸支承在該短軸上。優選地，轉子級各自包括環形盤，環形盤的外邊緣通過套筒連接在一起並且其上安裝有所述永磁體，一級的內邊緣被軸頸支承在所述短軸上，而另一級被板封閉。優選地，所述板也被軸頸支承在延伸穿過所述定子的所述短軸的端部上。優選地，所述套筒具有向外散熱的翼片(fin)。這些翼片可以是徑向定向或者軸向定向。該套筒可以是圓錐形的以保證它的一些區域可以用來與冷卻介質蒸汽接觸。優選地，該腔室在所述短軸上由唇式密封件密封。然而，任何合適的替代方式都可以使用。優選地，擴散材料被設置在所述線圈的周圍和之間，由此俘獲並運送液體冷卻介質到線圈，並且從該線圈蒸發的液體冷卻介質的蒸汽逸出。擴散材料作為一種芯，類似於它在熱管中的應用。優選地，在轉子殼體的內部設置有槳(paddle)，以圍繞定子衝刷液體冷卻介質。優選地，在定子上設置有刮刀(scraper)，以將由於向心加速度而保留在轉子殼體的內側上的液體冷卻介質鏟到定子上。在一個實施方式裡，所述機器是電動機。事實上，它可以是車輛的車輪電動機。所以，在一方面，本發明提供一種車輛，其具有從車輛懸掛的短軸，並且其上安裝有如上所限定的電動機。優選地，車輛的車輪被安裝在所述轉子殼體上。優選地，再生制動被用來使車輛減速。在任何情形下，優選地，制動片被安裝在所述轉子殼體上。所述片可安裝在轉子的所述一級上。車輪優選地具有孔，以允許通向經過車輛的空氣，以使其流過車輪並作為所述冷卻劑來冷卻轉子殼體。優選地，所述翼片的形狀被製成吸取空氣穿過所述孔。 所述形狀可以是翼片在所述殼體上具有螺旋形狀。在另一個實施方式中，所述機器是一個發電機，被設置用來使轉子圍繞所述定子旋轉的裝置。所述裝置可以包括皮帶和滑輪。既然本發明能夠作為發電機完美地、可行地運行，在此情形下，如果發電機是靜止的且易被使用者接觸到，那麼防護旋轉轉子與使用者的意外接觸則是可能必須的，或至少是期望的。這種防護需要能接觸到冷卻劑流(優選地為空氣流)以使轉子能夠散熱。


將參照附圖在下面進一步描述本發明的實施方式，在附圖中圖1是本發明主要(但不限於)涉及的無磁軛分段電樞機的示意性側視圖；圖2是圖1的布置的透視圖；圖3a和北分別是根據本發明的電動機的側剖視圖和在圖3a中沿線B-B的剖視圖；圖如和4b分別是圖3電動機的定子的透視圖和圖如詳情的側視圖；圖5是圖3a的類似圖，但是其中的軸承布置有所修改；圖6是根據本發明的發電機布置的示意圖；圖7是圖4和5的布置的另一個示意性變型；以及圖8是穿過類似於圖3a中所示電動機和車輪的側剖視圖。
具體實施例方式在圖1中示意性地示出了無磁軛分段電樞機10。該機器10包括一個定子12和兩個轉子14a、14b。定子12是獨立的定子線棒16的集合，這些定子線棒圍繞轉子14a、14b的旋轉軸線20沿軸向間隔開。每個線棒16具有其自身的軸線16a，該軸線與旋轉軸線20平行設置。然而，這個並不是絕對必要的。在軸向磁通機裡，軸線16a確實與旋轉軸線20平行。然而，它能夠被布置與其成任何角度，甚至相對於旋轉軸線20徑向地設置。下面的討論與軸向磁通機有關，但是這不應被理解為在任何意義上的限制，並且在上下文中允許本發明同等適用於定子線棒16的其他傾斜度。每個定子線棒的每端設置有極靴(shoe) 18a、18b，其用於限定線圈棧22的物理用途，棧22優選地為正方形截面的絕緣線(或者可能為矩形截面)，以便能夠達到高的填充因數。線圈22被連接至使線圈通電的電路(未顯示)(如果是電動機)，從而在相鄰定子線圈 22中由線圈內電流所產生的合成磁場的磁極相反。兩個轉子14a、14b承載彼此面對的永磁體Ma J4b，永磁體之間具有定子線圈22。 事實上，在軸向磁通機裡，轉子和其磁體是徑向設置的，但是當定子線棒為傾斜時，則它們也是一樣的情況。兩個氣隙^a、26b被設置在相應的極靴與磁體對18a/Ma、18b/24b之間。 相等數量的線圈和磁體呈間隔圍繞旋轉軸線20，並且優選地，線圈和磁體的數量不相同，以便在所有相同時間以及轉子相對於定子的相同旋轉位置處，不會使每個線圈進入與對應的磁體對配準。這個用來減少嵌齒(cogging)。
在電動機內(本發明主要關注的)，上述電路被布置成為線圈22通電，從而使它們的極性交替以使線圈在不同的時間與不同的磁體對對齊，以產生應用於轉子與定子之間的轉矩。轉子14a、14b通常連接在一起(例如，通過軸，下面可看到但未在圖中顯示)，並且圍繞軸線20相對於定子12—起旋轉，該定子通常是被固定的(例如在殼體內，同樣，下面可看到但未在圖中顯示)。在圖1中示出了這種布置的一個優點在於磁路30由兩個相鄰的定子線棒16和兩個磁體對Ma、24b來提供。所以，儘管背鐵32a、32b是每個轉子所需的用來連結背對相應線圈22的每個磁體Ma、24b的背面之間的磁通，但是定子12並不需要磁軛。所以，在電動機的情形下，通過使線圈22恰當地通電，轉子14能夠被驅動繞軸線 20進行旋轉。當然，在發電機的情況下，根據當轉子14a、14b旋轉時定子線棒16內感應的磁通量變化，轉子14a、14b的旋轉在定子線圈12內感應出電流。然而，在任何情形下，在線圈22內產生熱量，如果這個熱量得不到消除，機器的效率便會降低，其能力也受到了限制。因此，本發明建議將定子線圈16封閉於殼體內部，該殼體由轉子形成並且設置有製冷劑冷卻介質。轉到圖3a，根據本發明的電動機100包括安裝在車輛(未顯示)的短軸50上的定子12。該定子包括安裝在線棒16上的線圈22，線棒在固定於短軸50的定子板52之間獲得支撐。轉子14包括殼體M，該殼體由兩個環板56、58形成並通過套筒60在它們的外邊緣處連接。環板58通過軸承62被可旋轉地軸頸支承在短軸60上，該短軸穿過環板58中的孔64。環板56填充有中心板66，該中心板也同樣通過軸承68被軸頸支承在短軸的端部 50a上。由環板56、58，套筒60以及端板66形成的轉子殼體14包圍出一腔室70，該腔室被布置在環板58與短軸50之間的旋轉唇形密封件72所密封。轉子板56、58由任何合適的材料製成，優選地是非鐵磁性的材料。在此情形下，所提供的環形背鐵32a、32b為磁性連結材料，並且在其上布置有永磁體Ma、Mb，與定子線棒 16對齊，並且限定它們之間的氣隙^aJ6b。通過各種合適的裝置(未顯示)將車輛的車輪90安裝在轉子殼體14上。另外， 在殼體板58的內側，可將制動片(未顯示)安裝在轉子殼體M上，用於與安裝在短軸50 上的卡尺(未顯示)相配合。用於運行電動機100的動力電子裝置92可安裝在短軸50的前法蘭50b上。它們可由穿過通路(未顯示)(該通路穿過短軸50)的纜線從車輛來供電。動力電子裝置92控制線圈22的通電，來促使與磁體Ma、24b磁性相互作用，如以上參照圖1和圖2所述，並且用來圍繞短軸50、圍繞旋轉軸線80驅動轉子。由線圈22產生的熱量必須消除；否則電動機的最大轉矩將會受限。為此目的，腔室70容納液體製冷冷卻劑82，當車輛靜止時，製冷冷卻劑受重力被收集到腔室70的最低點處。然而，當轉子開始旋轉的時候，圍繞套筒60的內側83周期性設置的槳84鏟取液體冷卻劑82並且噴濺(splash)圍繞短軸50整個周邊的線圈16。隨著轉子14的旋轉速度增加，離心加速度會使液體滯留在轉子14的內壁上。因此，在定子12的頂部，以及其周圍可能的某些地方，均設置有鏟子86來獲取液體並將之噴濺與線圈22相接觸。當滿足速度增加時線圈的冷卻通常將不是必需的時候，可以省略這些槳84。當速度增加時，然而，液體與套筒的內表面83之間的離心加速度以及摩擦力將使液體滯留在表面上，由此，其也隨著轉子14繞著短軸50旋轉。在這種情形下，鏟子86可以布置成靠近套筒60的表面83。事實上，參照圖北，在旋轉的方向上(例如按照箭頭C的方向旋轉車輪)， 鏟子86a、86b、86c可以逐步靠近表面。因此，如果具有如所示的三個鏟子，並處於九十度的位置，槳86a將刮至旋轉液體82的第一深度(顯示的在底部收集)，鏟子86b刮至靠近表面 83的第二深度，且鏟子86c刮掉所剩的絕大部分。然而，在線圈22之間和周圍分散的是用來吸收液體冷卻劑並弄溼線圈22的擴散材料94(見圖^、4b)。事實上，該材料可以是吸溼材料(wickingmaterial)，類似原棉，例如石棉。當線圈22開始產生熱量時，熱量便被傳導至液體製冷劑。這被布置成具有在線圈 22的期望工作溫度之下的一個沸點。因此，當達到該溫度時，液體沸騰並蒸發以使其從線圈 22中排出並帶走熱量，更多的液體冷卻劑被吸溼材料94所吸收。隨後注入腔室70的蒸汽與殼體14的表面相接觸，該殼體至少在其周邊設置有翼片96。在周圍溫度下，冷卻劑被布置以凝結並釋放熱量至轉子殼體14的材料並變回液體，以使循環得以重複。隨著電動機溫度的增高，腔室70內的蒸汽壓力也增高，但如果唇形密封件72提供的密封是氣密的，那麼蒸汽便無法逸出。當蒸汽無法逸出且因線圈22產生更多的熱量而導致壓力上升，液體的沸點溫度就會增加以使轉子殼體的溫度也增加，散熱更加迅速。因此， 儘管線圈的溫度也上升，系統卻在其變得更熱的同時進行自我調節使散熱更快。然而，憑藉蒸發傳遞熱量，儘管仍在傳導熱量，在線圈22與殼體M之間的溫度梯度變得更小。本發明的一個優點是轉子96(當其被驅動旋轉時)是暴露於冷卻氣流的，這不僅是在其自身的運行中，也在車輛的運行中(當如圖3a所示，電動機安裝在車輛中)。當車輪電動機也如圖3a所示的情形下，車輪90可以在98處有孔，藉以使氣流a能夠從車輛的外部衝刷轉子殼體14。事實上，車輪90以及翼片96都可以被布置以鏟取空氣並將之吸到殼體14上。例如，車輪90可以設置有扇形孔98，以使空氣朝向轉子殼體14被引導。可選擇地，或者另外，翼片96可以被布置成螺旋狀螺杆以使空氣被泵入，例如，沿圖3a的箭頭BB 的方向泵入。軸承62、68被示出為與腔室70接觸。如果是這樣的情形，那麼冷卻劑82作為軸承的潤滑劑是非常重要的。可選擇地，將軸承68與腔室70進行隔離是可能的。例如，密封件72可能(相對於腔室70)在軸承64的內側。對於軸承68，為了將其與腔室70隔離，則需要另一個唇形密封件。同樣重要的是，冷卻劑82並不影響電子裝置92。轉到圖5，示出了另一可選擇實施方式的電動機100』。這裡，車輛的短軸50』(未顯示)具有在鑽孔102內的中空端部50a，，該鑽孔接收轉子板66』的軸104。軸104被支撐在軸承62，、68，上，軸承被間隔件106分隔開並由簧環108、110所保持。簧環110可以被用來預壓軸承62』、68』的螺母所代替。密封件112將軸承62』、68』與含有液體製冷冷卻劑82的腔室70』隔離。轉子14』具有被連接至轉子殼體板56』的板66』，該轉子殼體板自身通過錐形套筒元件60被連接至對應的轉子殼體板58』。套筒60的錐度保證液體冷卻劑82在腔室的(距旋轉軸線80)徑向最遠的角70a內得以收集，以便在腔室70內，套筒60的更多內表面60a 被暴露以與蒸汽直接接觸，而不是在此被液體冷卻劑82所隔離。如上述實施方式中，翼片96被布置在套筒60上。另外，然而，翼片96a、96b (軸向地定向並且沿周向設置)被設置在環板56』、58』上。此外，該布置方式大部分如上所述，其中車輪90由螺母118栓接在接收於板66』中的柱螺栓120上。制動片122安裝在內側環板58』上，且密封件72』將腔室70』與外界環境隔離。另一個軸承6 可以支撐制動片122。在圖6裡，發電機100」具有基本上如圖5或6所示電動機的內部結構。這裡短軸 50」安裝在地面上，且轉子殼體14」由滑輪150和皮帶152所驅動。轉子具有翼片96並且整個旋轉組件由帶孔防護裝置1 所保護。在圖7中，轉子殼體Hx具有直接安裝在殼體的法蘭162上的車輛輪胎160。在這種情況下，轉子可以有兩個構件，由螺栓118栓接在車輛轂66x上的第一轂構件5660，以及由螺栓162栓接在轂構件5660上的第二法蘭構件58x，並且未示出密封在其上的方式。如圖5的布置方式中，轂66x被軸頸支承以便在短軸50x中旋轉，懸掛於車輛(未顯示)。翼片96x在轉子14x的側面。轉子Hx可以在胎邊168之間的166處凹入，以將液體冷卻劑 82集中起來並允許腔室70x的邊緣/角70b、70c免於接觸液體，使蒸汽直接接近轉子Hx 的冷卻器表面。在圖8中，電動機100包括用來固定於車輛懸架上的轂50」(未顯示)。該轂承載軸承62」，該軸承可旋轉地安裝轉子法蘭56」。法蘭56」藉助柱螺栓和螺母59」安裝轉子殼體件M」和制動片57」。如參照圖3a所描述的，轉子殼體件M」在96」處有翼片用來散熱。轂50」還安裝有定子片52」，片上固定有許多定子線棒16，環繞線棒的是纏繞線圈 22」。片52」安裝有動力電子裝置電路板92」。由緊固件53」將帶孔轉子板58」固定至杯形轉子殼體件M」的面邊緣。其孔61」由蓋板66」所封閉和密封，但如果去除緊固件63」，還是可以到達電路板92」。轉子部件M」、58」安裝有永久磁體M」a、24」b，兩個磁體鄰近定子線圈22設置。密封件72」封閉由轉子14」與轂50」限定並環繞定子12」的腔室70」。轂50」有一個開放的中心鑽孔51」，但是該鑽孔被(用一個未顯示的塞子)塞住來完成密封和封閉腔室70」，儘管從車輛過來的用於供電和控制電動機100」的纜線(未顯示)將穿過塞子與電路板92」連接。轉子板58」通過柱螺栓和螺母94」安裝車輪90」，為此目的車輪具有內部法蘭92」。 另外，布置方式如上所述，並且在腔室70」內的製冷劑冷卻線圈22」和電路板92」兩者。翼片96」可以呈螺旋形地布置在轉子殼體件M」的面上，用來在轉子圍繞轂50」旋轉的時候加快循環。對於本技術領域人員而言，合適的冷卻劑(如水，乙酸甲酯，氟基苯(flouro benzene)，2-庚烯印tene))是已知的，這些冷卻劑可以被布置以使線圈的工作溫度為周圍-150°C的範圍內，其中冷卻劑沸點在50-80°C的範圍且在0. 1帕至0. 5帕的壓力下，而這取決於用途。在這種情形下，殼體M的溫度將在周圍-80°C的範圍內。貫穿本說明書的描述和權利要求，詞語「包括」和「包含」以及它們的變形意指「包括但不限於」，且它們並不旨在(且不是)排除其他組成部分、添加、部件、整體或步驟。貫穿本說明書的描述和權利要求，除非上下文中另有所指，否則單數包括複數。特別是，在使用不定冠詞時，除非上下文中另有所指，否則說明書將被理解成包含複數個以及單數個。與本發明的特殊方面、實施方式或者實例結合描述的特徵、整體、特點、化合物、化學組成部分或組應理解成也能被應用於本文所描述的其他任何方面、實施方式或者實例， 除非它們彼此不相容。在本說明書(包括任何所附權利要求、摘要和附圖)中披露的所有特性、和/或披露的任何辦法或者過程的所有步驟，都可以以任何組合方式相組合，除了這些特性和/或步驟中的至少一些是互斥的組合之外。本發明並不局於前述任何實施方式的細節。本發明擴展到本說明書(包括任何所述權利要求、摘要以及附圖)中所披露的特徵中的任一個新穎特徵、或者這些特徵的任何新穎組合，或者擴展至所披露的任何方法或者過程的步驟中的任一個新穎步驟、或者這些步驟的任何新穎組合。讀者的注意力應指向與本申請的相關說明書一起提交或之前提交的所有文件和文檔，其與本說明一起公開讓公眾查閱，且所有這些文件和文檔的內容以引證方式結合於此。參考文獻[1]TJ Woolmer 禾口 MD McCulloch 『『 Analysis of the Yokeless and SegmentedArmature Machine " , International Electric Machines and Drives Conference (IEMDC)，3-5, 2007 年 5 月。
權利要求
1. 一種電機，包括具有轉子磁場的轉子和具有線圈的定子，所述線圈用於與穿過所述轉子與定子之間限定的氣隙的所述轉子磁場磁性相互作用，其中，所述定子相對於用於所述機的安裝部是固定部件，並且所述轉子在所述定子的外部圍繞所述定子旋轉形成旋轉殼體，所述旋轉殼體在所述轉子與定子之間限定出容納用於冷卻所述線圈的流體冷卻介質的密封腔室，並且其中，所述冷卻介質具有低於所述定子的運行設計溫度且高於所述轉子殼體的運行設計溫度的沸點，並且其中，所述轉子殼體具有能夠被冷卻劑接近的散熱外表
2.根據權利要求1所述的電機，其中，所述冷卻劑是開放環境的空氣，由此至少由所述旋轉產生的相對於所述殼體的空氣運動從所述外表面吸收熱量。
3.根據權利要求1或2所述的電機，其中，所述電機是永磁機，其中，所述轉子磁場由設置在所述轉子上的永磁體產生。
4.根據權利要求1、2或3所述的電機，其中，所述電機是軸向磁通機，所述線圈被繞在線棒上，所述線棒圍繞形成所述轉子的旋轉軸線的所述電機的固定軸沿周向間隔設置。
5.根據權利要求4所述的電機，其中，所述線棒平行於所述旋轉軸線，所述轉子包括兩級，每級具有與所述線棒的每端相互作用的永磁體。
6.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，所述定子安裝在所述安裝部的短軸上，並且所述轉子可旋轉地軸頸支承在所述短軸上。
7.根據權利要求6所述的電機，其中，所述轉子級各自包括環形盤，所述環形盤的外邊緣通過套筒連接在一起並且其安裝有所述永磁體，一級的內邊緣被軸頸支承在所述短軸上，而另一級被板封閉。
8.根據權利要求7所述的電機，其中，所述板也被軸頸支承在所述短軸的延伸穿過所述定子的端部上。
9.根據權利要求7或8所述的電機，其中，所述板和所述另一級是整體部件。
10.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，所述轉子殼體具有形成散熱外表面以向外散熱的翼片。
11.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，所述腔室在所述短軸上由唇形密封件密封。
12.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，在所述線圈之間和周圍設置擴散材料，由此俘獲並運送液體冷卻介質到所述線圈並且從所述線圈蒸發的液體的蒸汽逸出。
13.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，在所述轉子殼體的內部設置有槳， 以圍繞所述定子衝刷液體冷卻介質。
14.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，在所述定子上設置有刮刀，以將由於向心加速度而保留在所述轉子殼體的內側上的液體冷卻介質鏟到所述定子上。
15.根據前述權利要求中任一項所述的電機，其中，所述電機是電動機。
16.根據權利要求15所述的電機，其中，所述電機是車輛的車輪電動機。
17.根據權利要求16所述的電機，其中，車輛車輪可安裝在所述轉子殼體上，優選地具有可安裝在所述轉子殼體上的制動片。
18.—種車輛，具有從所述車輛懸掛的短軸，並且在所述短軸上安裝有電動機，所述電動機是根據權利要求16到17中任一項所述的電機。
19.根據權利要求18所述的車輛，其中，所述車輛的車輪安裝在所述轉子殼體上。
20.根據權利要求18或19所述的車輛，其中，採用再生制動使所述車輛減速，在此情形下，所述電動機也用作發電機。
21.根據權利要求18、19或20所述的車輛，其中，在所述轉子殼體上安裝有制動片。
22.根據當從屬於權利要求5時的權利要求21所述的車輛，其中，所述片安裝在所述轉子的一個級上。
23.根據權利要求19到22中任一項所述的車輛，其中，所述車輪具有孔以允許通向經過所述車輛的空氣，以使空氣流過所述車輪並且冷卻所述轉子殼體。
24.根據當從屬於權利要求5時的權利要求23所述的車輛，其中，所述翼片的形狀被製成吸取空氣穿過所述孔，所述形狀優選地是所述翼片在所述殼體上具有螺旋形狀。
25.根據權利要求18到M中任一項所述的車輛，其中，在所述轉子殼體上直接安裝有輪胎。
26.根據權利要求1到13中任一項所述的電機，其中，所述電機是發電機，被設置用來使所述轉子圍繞所述定子旋轉的裝置。
27.根據權利要求沈所述的電機，其中，所述裝置包括皮帶和滑輪。
28.根據權利要求沈或27所述的電機，進一步包括防護裝置，所述防護裝置具有通向冷卻氣流的通路，從而使所述轉子能夠散熱。
29.根據權利要求1到17或權利要求沈到觀中任一項所述的電機，其中，在環境條件下使用中的所述腔室包括由液體冷卻介質填充小於約25%容量的體積。
30.根據權利要求四所述的電機，其中，剩餘的體積僅由蒸汽冷卻介質來填充。
31.根據權利要求1到17或權利要求沈到30中任一項所述的電機，其中，控制所述電機運行的電子部件安裝在所述腔室中位於所述定子上並且由所述冷卻介質來進行冷卻。
32.根據當從屬於權利要求5時的權利要求31所述的電機，其中，所述電子部件安裝在所述短軸上。
33.一種電機，基本上如以上參照附圖所述的那樣。
全文摘要
一種電機(10；100)包括轉子(14a)和定子(12)，轉子優選地具有永磁體(24a、b)，但也可使用其他磁場產生裝置。該定子具有繞在定子線棒(16)上的線圈(22)，用於與橫過其間限定的氣隙(26a、b)的轉子磁場相互作用。轉子(14)包括裝有製冷劑(82)的腔室(70)的殼體(54)。轉子殼體(54)具有可被開放環境接觸到的散熱翼片(96)，由此至少由轉子旋轉而產生的相對於殼體的空氣運動從翼片吸收熱量。該電機可以是一個軸向磁通機，在線棒上繞著線圈，這些線棒圍繞形成轉子的旋轉軸線(80)的電機的固定軸沿周向間隔設置。該電機可以是用於車輛的車輪電動機，其中，車輪直接安裝在了轉子殼體(14)上。
文檔編號H02K5/18GK102396135SQ201080016550
公開日2012年3月28日 申請日期2010年4月13日 優先權日2009年4月14日
發明者蒂姆·沃爾梅爾 申請人:Isis創新有限公司