[发明专利]旋转电机的冷却

说明书

本发明涉及一种旋转电机(1)，其包括可围绕旋转轴线(4)旋转的转子(3)，该转子具有转子管(3b)和轴端(7)，其中，轴端(7)布置在旋转电机(1)的非驱动侧(NDE)上并且其中转子管(3b)在转子管(3b)的轴向端部处与轴端(7)机械地连接。为了节省空间和成本而提出，轴端(7)具有用于将冷却介质(19)供应到转子管(3b)中的中心孔(7b)和/或平行孔(7c)。转子管(3b)具有至少一个冷却开口(3c)，并且其中，中心孔(7b)和/或平行孔(7c)与至少一个冷却开口(3c)流体连通。

技术领域

本发明涉及一种旋转电机，具有可围绕旋转轴线旋转的转子，该转子具有转子管和轴端，其中，轴端布置在旋转电机的非驱动侧，并且其中，转子管在转子管的轴向端部与轴端机械地连接。

本发明还涉及一种具有至少一个这种旋转电机的吊舱驱动器。

此外，本发明涉及一种具有至少一个这种吊舱驱动器的船舶。

另外，本发明还涉及一种用于冷却这种旋转电机的方法。

背景技术

这种旋转电机、例如马达或发电机，优选地出现在螺旋桨吊舱驱动器中，在下面也称为POD驱动器或吊舱驱动器。在POD驱动器中的这种旋转电机优选地具有至少5兆瓦的功率并且实施为例如永磁同步电机。转数优选地在50转/分至250转/分的范围内。

螺旋桨吊舱驱动器的旋转电机优选地覆有吊舱的适于流动的外壳并且例如安装在船上，优选地可围绕垂直轴线旋转360度。此外，吊舱驱动器能够有利地用于潜艇或螺旋桨驱动的飞行器中。

在电驱动器例如定位在船体外部的海水中的这种情况下，在旋转电机中产生的热损失必须以适当的形式排散。目前为止，至少大部分损失经由壳体的表面通过对流排放到海水中。其余的所产生的热损失(特别是在壳体不与围绕驱动器的水直接连接的位置处的热损失)目前经由复杂的空气引导(例如单侧地经由定子叠片组的绕组头)部分地穿过气隙或轴、经由空气通道穿过机器直到锥形载体件和在那里放置的热交换器排散。

欧洲专利EP 2420443 B1公开了一种用于悬浮装置的吊舱驱动器，其包括：由水围绕流动的水下壳体，具有能旋转地支承在其中的螺旋桨轴，该螺旋桨轴带有至少一个布置在其上的螺旋桨；和，用于驱动螺旋桨轴的布置在水下壳体中的电动马达，该电动马达具有定子和转子，其中，在定子与水下壳体之间形成有空间，该空间至少部分地由定子和水下壳体的一部分界定并且在该空间中为了冷却马达而流动有冷却液，其中，该空间对环绕水下壳体流动的水是封闭的，并且实现热量从定子经由在该空间中流动的冷却液到界定该空间的水下壳体部段的传递以及从那里到围绕水下壳体流动的水处的传递。所有电机热量都通过在该空间内的冷却液排散到界定该空间的水下壳体部段上，并从那里排散到围绕水下壳体流动的水处。

欧洲专利EP 0 907 556 B1公开了一种船舶驱动器，该船舶驱动器由以吊舱式布置在船体下侧的壳体构成，该壳体具有处于该壳体中的同步电机。为了在大约10MW驱动功率时改善推进有效系数，同步电动机的转子设计为永久励磁转子，并且同步电机的定子为了通过壳体壁进行冷却而形状配合地装配到壳体中。在此，可以给每个绕组头分配风扇或喷撒设备形式的附加冷却设备。

在公开文献DE10000578A1中公开了一种用于自给自足地对具有一个或两个电动马达的吊舱螺旋桨的转子进行冷却的设备。该设备使用具有中央冷却水入口和外设的同轴出口的螺旋桨帽，其中，热的冷却水被离心力排出。它通过转子壳体和经过主动转子铁芯的管道实现了冷却。

在公开文献EP 0 590 867 A1中公开了一种大功率发动机船舶或其他大型海轮的主驱动设施。主驱动设施具有壳体，该壳体包括管轴和球形部分，其中，下部连接到管轴上并可与之一起转动。壳体在球形部分中具有内腔，该内腔包含电驱动马达和螺旋桨轴，该螺旋桨轴与在壳体外部的至少一个螺旋桨连接。冷却管路轴向地布置在螺旋桨轴中，其中，环境中的水可以流过该管路。