本發(fā)明涉及一種具有定子側的棒形繞組的電動機。

背景技術：

1、電動機可以在定子側具有棒形繞組。在此，定子（stator）具有一系列的棒而不是纏繞的線導體作為場導體。與傳統(tǒng)繞組相比，這些棒具有較低的電感。因此，需要相對較高的電流來產(chǎn)生預給定的磁場。

2、然而，由于棒的低電阻，這種高電流僅需要相對較低的電壓、例如12v。低電壓使得能夠以彼此低間距的方式布置逆變器的組件，利用這些組件控制棒。因此，例如功率電子器件的組件例如可以布置在靠近電動機布置的一個或多個電路板上。這些棒在此可以直接或通過導電的棒狀連接元件直接用作電路板的機械承載件。

3、除了由高電流強度決定的電氣和電子組件的高損失熱量之外，以這種方式設計的電動機中還存在電氣和電子組件的高的封裝密度。電氣和電子組件通過棒與定子/轉子塊直接連接，引起來自定子/轉子塊的進一步的熱量輸入。這不利地導致電路板上的電氣和電子組件的顯著的冷卻開銷。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是，說明一種減少開頭提及的缺點的電動機。

2、上述技術問題通過具有權利要求1中說明的特征的電動機來解決。

3、根據(jù)本發(fā)明的電動機包括定子以及多個用于控制場導體的逆變器，該定子具有多個被設計為棒的場導體。

4、在此，逆變器布置在一個或多個電路板上。此外，電路板布置在至少一個冷卻板上，并且冷卻板被布置為，使得場導體或與場導體電連接的電流導體與冷卻板機械地有效連接，特別是該場導體或與場導體電連接的電流導體穿過冷卻板。

5、最后，存在至少一個冷卻裝置，其包括流體線路，該流體線路在一個或多個場導體和/或電流導體處外側貼靠地引導。

6、根據(jù)本發(fā)明的電動機有利地由于流體冷卻而改善了場導體的散熱。由此，更低的熱流到達冷卻板和布置在冷卻板上的電子器件、尤其逆變器。由此又可以減少冷卻板和電子器件的區(qū)域中的冷卻開銷。

7、場導體或電流導體優(yōu)選地充當用于冷卻板的機械承載件并且因此與冷卻板機械地有效連接。場導體或電流導體可能穿過冷卻板和電路板。?

8、設計為棒的場導體除了實心棒之外還可以是由多個部分導體組成的場導體。在此，例如如果場導體是羅貝爾導體，則部分導體可以并聯(lián)連接。部分導體還可以串聯(lián)連接，并且場導體可以由例如通過焊接連接而彼此相串地連接的多個部分元件組成。

9、電流導體可以機械地固定地布置在場導體處并且與場導體連接，其中，始終恰好一個場導體與恰好一個電流導體連接，其中，電流導體將場導體軸向延長。在這種情況下，場導體、電流導體和冷卻板可以形成機械剛性單元。

10、根據(jù)本發(fā)明的電動機的有利的設計方案源于從屬權利要求。在此，獨立權利要求的實施方式可以與從屬權利要求之一的特征相結合，或者優(yōu)選地還與多個從屬權利要求中的特征相結合。因此，還可以附加地提供以下特征：

11、流體線路可以是水線路。水是標準冷卻劑，并且可以例如在工廠中從電動機外部提供，因此適用于水的線路是合適的。

12、電動機可以具有用于冷卻流體的泵。如果冷卻流體不是從外部供應的，有利的是，電動機被設計為使得能夠產(chǎn)生流體循環(huán)，該流體循環(huán)確保通過材料運動的熱量運送。如果電機具有大量場導體，例如具有多于50個或甚至多于100個場導體，則還可以存在多個泵。

13、電動機可以被設計為，使得流體線路在場導體和/或電流導體中的每個場導體和/或電流導體處被引導。為每個場導體或電流導體設置散熱是合適的，因為在電動機的運行中，場導體或電流導體均勻地施加有熱量，并且因此每個場導體或電流導體大致相同地為到冷卻板的熱量輸送作出貢獻。

14、如下區(qū)域合適地軸向地位于冷卻板和轉子的軸向起點之間：在該區(qū)域中，流體線路在場導體和/或電流導體處外側貼靠地引導。在該區(qū)域中，場導體和/或電流導體是暴露的，并且可以毫無問題地安裝流體線路。此外，合適的是，在該區(qū)域中排出熱量，以便減少從轉子區(qū)域（即驅動系統(tǒng)）到電子器件（即冷卻板和電路板的區(qū)域）的熱量輸入。

15、如果存在電流導體，則該電流導體合適地借助靴部與場導體連接，其中，沿著靴部引導流體線路。靴部用作場導體和電流導體之間的固定連接，其中，場導體屬于電動機的驅動側，并且電流導體接觸電路板上的電子器件并且承載冷卻板和電路板。靴部可以有利地在幾何形狀上適配于流體線路，而不必改變場導體的形狀或橫截面。由此簡化了場導體的生產(chǎn)。替換地，流體線路可以在場導體處外部貼靠地引導。

16、用于至少兩個場導體或電流導體的流體線路可以彼此串聯(lián)連接。換句話說，單個流體線路引導向場導體或電流導體，并且隨后引導向至少一個另外的場導體或電流導體。只有這樣，流體線路才引導遠離場導體，例如引導至儲液器。以這種方式，多個場導體或電流導體通過單個流體線路散熱，這減少了連接開銷。

17、場導體或電流導體形成環(huán)，流體線路可以在環(huán)的外邊緣處環(huán)繞該環(huán)或在環(huán)的內(nèi)邊緣處內(nèi)置地環(huán)繞該環(huán)。換句話說，流體線路在方位上跨越至少兩個場導體或電流導體地延伸。流體線路在此可以形成完整的環(huán)、即接觸所有場導體或電流導體，或者僅形成環(huán)形扇區(qū)，在該環(huán)形扇區(qū)中流體線路經(jīng)過場導體或電流導體的一部分并且因此耗散該部分的熱量。在后一種情況下，合適的是使用多個這樣的流體線路，這些流體線路一起經(jīng)過所有場導體或電流導體并因此散熱。為此，還合適的是，對場導體或電流導體的角段或份額使用流體線路，該角段對應于具有整數(shù)分母的整圓的分數(shù)、即整圓的1/3、1/4或1/8。例如，對于72個場導體，其中1/6、即12個場導體可以通過流體線路進行散熱，并且可以存在6個這樣的流體線路。因此，每個流體線路將覆蓋整圓的60°的角度。

18、流體線路可以沿著場導體或電流導體的徑向向外或向內(nèi)指向的側進行引導，并且可以具有貼靠在場導體或電流導體的方位側處的表面元件。表面元件增大了流體線路和場導體或電流導體之間的接觸面積，并且因此確保從場導體或電流導體到流體的更好的熱傳遞。如果流體線路沿著場導體或電流導體的徑向外置的側進行引導，則表面元件合適地徑向向內(nèi)指向，反之亦然。表面元件在此可以u形地設計，因此除了更好的熱接觸之外，還確保了流體線路的機械保持。

19、替換地或附加地，流體線路可以至少逐部段地平行于場導體或電流導體地延伸。換句話說，流體線路逐部段地在場導體或電流導體處布置為，使得流體通道平行于場導體或電流導體地延伸。

20、流體線路具有陶瓷材料、尤其由陶瓷材料構成。陶瓷材料具有耐熱性、耐化學性和電絕緣性，并且因此允許安裝在電動機中，而無需進一步的措施、例如電絕緣。

21、流體線路可以通過電絕緣材料層與場導體或電流導體電絕緣。為此考慮絕緣墊。這里又特別有利的是，電動機由于其結構而以相對較低的電壓工作，并且因此可以將用于電絕緣的開銷保持為相對較低。材料層的厚度以及指向側面的附加絕緣僅需要適配于例如12v范圍內(nèi)的電壓差。

22、電動機可以具有多個電路板。尤其可以將多個單獨的電路板施加到冷卻板上。通過分布到多個電路板上，可以將所使用的功率電子器件進行模塊化。因此，在使用多個同類的電路板的情況下可以提供多個變流器，從而在廢料方面改進生產(chǎn)。

23、電路板可以被設計為圓形或環(huán)形扇形。由此，電路板可以布置在包圍電動機的軸線的圓或環(huán)中。具有這種形狀的電路板可以組裝成圓或環(huán)，并且因此以最佳地適配于電氣機器的形狀的方式布置在機器的軸向端部，其中，同時實現(xiàn)高的模塊化。由此，電路板可以以節(jié)省空間的方式布置為與定子和轉子軸向偏移，并且形成電動機的集成部分。以這種方式，還可以將多個具有電路板的冷卻板布置為彼此軸向偏移，并且因此例如將布置在相同的方位點處的逆變器并聯(lián)連接。

24、冷卻板優(yōu)選地垂直于電動機的軸線地布置。以這種方式，具有電路板的冷卻板可以以節(jié)省空間的方式布置在電氣機器的軸向端部。多個冷卻板也可以軸向偏移地并且彼此靠近地布置。此外，在這種布置的情況下，在冷卻板和功率電子器件與形成場導體的棒之間存在均勻的距離，由此簡化了棒的接觸。

25、特別有利的是，每個場導體以自己的相進行控制。在此，相被理解為交流電壓供應，該交流電壓供應與電動機中使用的所有其他相以非零的角度相移。在這種情況下，對于每個場導體合適地存在自己的逆變器，該逆變器僅控制該場導體。

26、逆變器可以被設計為產(chǎn)生幅值為200v或更小、尤其150v或更小、尤其50v或更小的交流電壓。以這種方式產(chǎn)生的電壓是施加到場導體、即定子棒上的電壓。通過這種相對較低的電壓使得逆變器的組件可以彼此非?？拷夭贾?。在諸如功率半導體開關之類的組件之間可以使用大約2mm的距離，由此導致電子組件的高的封裝密度并且可以在相對較小的空間中布置多個逆變器。由此又可以在低的空間需求的情況下使用大量的相，尤其是與定子棒的數(shù)量相對應的數(shù)量的相。因此，在相應地大量的定子棒的情況下，可以使用48、72或甚至120個相。

27、術語“軸向”、“徑向”、“方位”在此指轉子的軸線，并且因此指定子的相應的對稱軸線。在此，“軸向”描述平行于該軸的方向，“徑向”描述垂直于該軸線、朝向或遠離該軸線的方向，“方位”是與軸線相距恒定的徑向距離且在恒定的軸向位置的情況下圍繞軸線圓形地指向的方向。

28、如果相對于面（例如橫截面）使用術語“軸向”、“徑向”和“切向”，則這些術語描述面的法向矢量（即垂直于相關面的矢量）的取向。