[发明专利]具有轴向端部冷却的液体冷却的旋转电机

说明书

本发明涉及液体冷却的电机，其包括夹套，该夹套限定了与定子传导热连通的热传递表面并且具有部分地封闭内部体积的轴向端部部分。热源与夹套的轴向端部部分的壁传导热连通。流体通道在夹套的相对的轴向端部之间横过热传递表面，并且与流体通道流体连通的流体通路由夹套的轴向端部部分壁限定。穿过电机的液体冷却剂的流动路径在电机的冷却剂入口和出口之间由流体通道和流体通路限定，从而能够在热源和流体通路之间传递的热的至少一部分能够沿着流动路径以对流的方式在夹套的轴向端部部分的壁和液体冷却剂之间传递。另外，本发明涉及一种液体冷却旋转电机的方法。

相关申请的优先权声明

本申请要求以下专利申请的优先权：2013年3月4日提交的名称 为“LIQUID-COOLED ROTARY ELECTRIC MACHINE HAVING COOLING JACKET WITH BI-DIRECTIONAL FLOW(具有带双向 流动的冷却夹套的液体冷却的旋转电机)”的系列号为No.13/784,227 的美国专利申请；2013年3月4日提交的名称为“Liquid-Cooled Rotary Electric MachineHaving Fluid Channel WITH AUXILIARY COOLANT GROOVE(具有带辅助冷却剂凹槽的流体通道的液体冷 却的旋转电机)”的系列号为No.13/784,390的美国专利申请；2013年 3月4日提交的名称为“Liquid-Cooled Rotary Electric Machine Having Axial End Cooling(具有轴向端部冷却的液体冷却的旋转电 机)”的系列号为No.13/784,789的美国专利申请；以及2013年3月4 日提交的名称为“Liquid-Cooled Rotary Electric Machine HavingHeat Source-Surrounding FLUID Passage(具有热源围绕的流体通路 的液体冷却的旋转电机)”的系列号为No.13/784,799的美国专利申请。

技术领域

本发明涉及旋转电机，例如发电机、交流发电机和马达，其能够 沿单个或相反的方向绕一轴线旋转，具体地，本发明涉及液体冷却类 型的这种旋转电机。

背景技术

旋转电机越来越多地在较高的内部温度下操作，并且越来越需要 为这样的电机提供改进的冷却，以提高它们的性能和可靠性。虽然空 冷旋转电机是常用的，但是这些电机的某些操作环境并不能使得它们 自身进行良好的空冷。这样的环境可能例如绕电机提供较小的空间以 进行空气循环或交换，将电机定位成紧邻加热的部件，这将使被引导 到电机的冷却空气不利地加热，或者周围空气可能包括污染物(例如 粉尘、谷壳)，它们可能堵塞电机的冷却空气通路，堵塞穿过该通路 的空气流，并且抑制了充分冷却。

已知的是，通过将旋转电机包含在专门用来冷却该电机(或者具 有待液体冷却的其它部件)的冷却回路中，来液体冷却旋转电机。通 常，这样的回路包括泵和热交换器，该泵用于引导冷却剂流穿过该回 路，该热交换器用于从冷却剂移除热，该冷却剂可以例如是水、油或 二醇溶液。冷却剂在压力下供应到电机的冷却剂入口中，循环穿过电 机，且经由对流热传递吸收热，并且通过冷却剂出口从电机排出，电 机冷却剂入口和出口提供了电机连接到冷却回路的位置。这样的冷却 回路是众所周知的，不在本发明的范围内，并且在本文中不再进一步 描述。

使旋转电机的尺寸最小化，同时使电机的排热最大化，对于其可 靠性和能够长期操作而言是非常关键的。

发明内容

根据本发明，提供用于改进旋转电机和这样的电机中发现的额外 热源的液体冷却的结构和方法。