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WO2005091468A1 - Cooled electrodynamic machine comprising a can - Google Patents

Cooled electrodynamic machine comprising a can Download PDF

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Publication number
WO2005091468A1
WO2005091468A1 PCT/EP2005/002929 EP2005002929W WO2005091468A1 WO 2005091468 A1 WO2005091468 A1 WO 2005091468A1 EP 2005002929 W EP2005002929 W EP 2005002929W WO 2005091468 A1 WO2005091468 A1 WO 2005091468A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
stator
housing
electrically insulating
electrodynamic machine
cooling
Prior art date
Application number
PCT/EP2005/002929
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Martin Krompass
Original Assignee
Sensor-Technik Wiedemann Gmbh
Salwit Agrarenergie Gmbh
Baumüller Nürnberg GmbH
Agco Gmbh & Co. Ohg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sensor-Technik Wiedemann Gmbh, Salwit Agrarenergie Gmbh, Baumüller Nürnberg GmbH, Agco Gmbh & Co. Ohg filed Critical Sensor-Technik Wiedemann Gmbh
Priority to DE202005021025U priority Critical patent/DE202005021025U1/en
Publication of WO2005091468A1 publication Critical patent/WO2005091468A1/en

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/08—Insulating casings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/20—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium
    • H02K5/203—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof with channels or ducts for flow of cooling medium specially adapted for liquids, e.g. cooling jackets
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H02K9/197—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil in which the rotor or stator space is fluid-tight, e.g. to provide for different cooling media for rotor and stator
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    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/24—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors with channels or ducts for cooling medium between the conductors

Definitions

  • the invention relates to an electrodynamic machine with a stator comprising grooves and arranged in a housing and a can which bears against a cylindrical stator inner wall of the stator and seals the grooves, so that groove flow channels are formed in the grooves.
  • a stator comprising grooves and arranged in a housing and a can which bears against a cylindrical stator inner wall of the stator and seals the grooves, so that groove flow channels are formed in the grooves.
  • Such an electrodynamic machine is known for example from DE 337 561 Cl or from US 2,497,650.
  • an electrodynamic machine which can be designed, for example, as an electrical generator or as an electromechanical drive machine in the form of a synchronous motor, an asynchronous motor or a direct current motor
  • heat is generated during operation which must either not exceed a certain degree or must be dissipated from the machine to avoid damage to the machine due to overheating. Mainly the heat is caused by copper losses and iron losses.
  • the iron losses are caused by eddy currents and by magnetic reversal of the iron package that is present in the stator and in the rotor.
  • the copper losses arise due to an electrical current flow through resistive windings, which form an essential part of the stator and possibly also of the rotor.
  • the windings are usually made from an electrical copper conductor which is provided with insulation, in particular in the form of an insulating varnish.
  • the insulation largely determines how high the temperature inside the electrodynamic machine may rise before the insulation is damaged and the machine malfunctions comes. For example, this maximum permissible temperature is around 150 ° C.
  • cooling is therefore used to maintain the maximum permissible temperature.
  • Indirect cooling is known in which water flows around the housing of the machine.
  • Direct cooling of the copper windings with air or a cooling liquid is also known.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an electrodynamic machine of the type described in the introduction, in which the electrical insulation is achieved with simple means.
  • the electrodynamic machine according to the invention is characterized in that the can is designed to be electrically insulating, a cooling circuit comprising the slot flow channels is provided with an electrically insulating cooling liquid, and the housing is at least externally electrically insulating.
  • the electrically insulating behavior of the cooling liquid, the can and the housing, provided according to the invention enables a particularly advantageous double function.
  • very efficient electrical insulation of the live parts of the electrodynamic machine is also achieved.
  • the measures according to the invention enable protective insulation in accordance with VDE 100 part 410.
  • the electrically insulating behavior of the coolant, the can and the housing ensure the required double electrical insulation. In particular, however, no further special components are required for this. This applies in particular to the high excitation voltage used in a high performance class or the high voltage peaks that occur in converter-controlled machines.
  • the coolant only detects the stator including the electrical conductors of the coil windings placed in the slots. A practically complete flow of the cooling liquid is achieved without further special components apart from the can, which is also not magnetically designed. So the grooved flow channel in particular no redesign of the stator core of the machine.
  • the grooves required for laying the electrical conductors are also used as groove flow channels. All in all, this results in a very efficient cooling that is also implemented using simple means.
  • the housing in particular need not take on any further heat dissipation. It can then preferably be designed exclusively in accordance with the electrical insulation requirements.
  • the electrodynamic machine Due to the highly efficient cooling, the electrodynamic machine with a higher power density, i. H. based on the size or weight.
  • the overall size can be reduced while the high power remains the same, for example at least 20 kW, without the maximum permissible temperature inside the electrodynamic machine being exceeded.
  • This is particularly advantageous if the electrodynamic machine is used as a mobile device, with the size and weight playing a special role.
  • An example of such a mobile application is the use in a (motor) vehicle.
  • a variant in which the housing consists of an electrically insulating material or is provided with an electrically insulating coating is favorable. Both designs are easy to implement and lead to special to the particularly advantageous protective insulation of the electrodynamic machine.
  • winding heads are provided on both axial sides of the stator and the cooling circuit also detects the winding heads.
  • Axial is understood to mean an orientation in the direction of the axis of rotation.
  • the heat generated at the winding heads is also dissipated by means of the single cooling circuit.
  • the cooling circuit also includes stator flow channels that are formed between the housing and a stator outer wall of the stator.
  • a housing inner wall of the housing has spiral recesses which are open towards the inside and which, in conjunction with the stator outer wall, form the stator flow channels.
  • These stator flow channels in particular take the form of cooling coils. Cooling is more efficient the more areas with potential heat development are recorded. This includes in particular the stator, in which iron losses can occur. The heat loss caused in this way is removed from the stator by means of the cooling liquid guided in the stator flow channels.
  • the electrically insulating coolant is preferably a low-viscosity cold switch insulating oil. Then comparatively low values for the flow rate and the pressure can be provided in the cooling circuit. Nevertheless, a very good heat transfer and removal is guaranteed.
  • the viscosity has a significant influence on the flow resistance and the heat transfer. The lower the viscosity of the cooling liquid, the better the heat transfer and the lower the flow resistance. In particular, the flow loss lower than 0.3 bar. Because of the preferably relatively low pressure, the requirements with regard to the mechanical stability and strength to be made of the can, any seals and housing components are also low. Overall, the current density can be increased 2.5 to 3 times in continuous operation compared to previously built liquid-cooled machines.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit and integrated connection unit
  • FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit
  • Fig. 6 is an enlarged view of a section of Fig. 5 and Fig. 7 shows a fifth embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit.
  • the actual drive unit 2 shown in FIG. 1 includes a fixed stator 3 and a rotor 4 rotatably mounted about an axis of rotation.
  • a gap 5 is formed in the radial direction between the rotor 4 and the stator 3.
  • the stator 3 consists of a magnetic, iron-containing stator laminated core 6, in which a total of six grooves 7 are provided adjacent to the gap 5 and at uniform intervals over the circumference.
  • Two opposing slots 7 each serve to receive one of a total of three phase windings 8, 9 and 10.
  • the electrical conductors 11 are designed as copper lines provided with insulation from an insulating varnish.
  • the electrodynamic machine 1 can also have any other number of phase windings. Four, five or six phase windings are also possible.
  • the electrical conductors 11 are directly surrounded by an electrically insulating cooling liquid in the form of a refrigeration switch insulating oil.
  • a permissible maximum temperature which is determined in particular by the insulation of the electrical conductors 11. This temperature is typically around 150 ° C.
  • a closure element in the form of an electrically insulating and non-magnetic can 13 is provided in the area of the gap 5. The stator bore is completely lined with this can 13. It prevents the cold switch insulating oil from coming into contact with the rotor 4.
  • the stator 3 has significantly more and also differently shaped grooves 7 than in the first exemplary embodiment according to FIG. 1. This does not change the basic mode of operation.
  • the rotor 4 is not shown in FIG. 2.
  • the electrically insulating can 13 is also provided as the closure element. It is made of plastic. The can 13 is glued to the stator inner wall 12 between the respective openings of the grooves 7. In another embodiment, however, it can also be fastened to the stator inner wall 12 by means of a press fit (joining with oversize).
  • a preferred flow channel 16 for the cooling liquid is formed between the electrical conductors 11 and the can 13 in the region of the openings of the grooves 7.
  • the coolant flows around the isolated one electrical conductor 11 immediately and dissipates the heat generated there very efficiently. Because of its low viscosity, the refrigeration switch insulating oil used is particularly suitable.
  • Fig. 3 shows a third embodiment of an electrodynamic machine 17 in a longitudinal sectional view, which is indicated in Fig. 1 by a cutting line designated III-III.
  • the section runs through the stator 3 in an area in which there are no grooves 7 with electrical conductors 11 arranged therein.
  • Fig. 3 is also a cylindrical electrically insulating and non-magnetic can 18 z. B. provided from plastic. It has a very small wall thickness on the order of about 20 ⁇ m to 1000 ⁇ m. However, an even greater wall thickness can optionally be provided, for example to enable a higher pressure in the cooling circuit. The value of the wall thickness depends on the mechanical stability and strength of the can 18 and on the pressure provided in the cooling circuit.
  • the smallest possible wall thickness is preferred in order to ensure a low field weakening in the gap 5 and a good efficiency of the electrodynamic machine 17.
  • the wall thickness is around 500 ⁇ m.
  • the gap 5 - without the can 18 - has a radial expansion of about 1500 microns. In principle, smaller dimensions are also possible, so that, taking into account the can 18, a clear width of about 1000 ⁇ m remains.
  • the can 18 is glued to the stator inner wall 12.
  • FIGS. 1 and 2 a cylindrical housing 20 for accommodating the stator 3 and the rotor 4 as well as two lateral bearing caps 21 and 22 are also shown in FIG. 3.
  • the left bearing cover 21 contains an opening for a drive shaft 23 connected to the rotor 4.
  • stator 3 In order to keep the cold switch insulating oil only in the area of the stator 3, the stator 3 is sealed via the housing 20, the two bearing caps 21 and 22 and the can 18.
  • an electrically insulating elastomer seal 24 in the form of an O-ring is provided between the bearing caps 21 and 22 and the can 18.
  • a cooling circuit 25 of the refrigeration switch insulating oil is indicated schematically within the stator 3 to be cooled.
  • the refrigeration switch insulating oil reaches the interior of the housing 20 by means of an inlet opening 26, where it first flows around a first part of the stator outer wall 27 in the circumferential direction until it is conducted to the stator inner wall 12 in the region adjacent to the right bearing cover 22.
  • the cooling switch insulating oil then flows in the axial direction to an area adjoining the left bearing cover 21, in which it is returned to a second part of the stator outer wall 27. After the cooling switch insulating oil has also flowed around this second part of the stator outer wall 27 in the circumferential direction, it leaves the housing 20 by means of an outlet opening 28.
  • the cold switch insulating oil thus flows around both the stator laminated core 6 and the electrical conductors 11. It consequently absorbs the waste heat caused by iron losses in the stator laminated core 6 and also by copper losses in the electrical conductors 11 in order to dissipate them into the outer region of the electrodynamic machine 17 , As a result, very efficient cooling is achieved, so that the size and possibly also the weight of the electrodynamic machine 17 can be reduced.
  • the electrodynamic machine 17 is therefore particularly well suited for a mobile application.
  • connection unit 29 for the electrical connection of the three phase windings 8, 9 and 10 is arranged on an outer wall of the right bearing cover 22.
  • Such a connection unit 29 is usually placed spatially separated from the electrodynamic machine 17, which has proven to be disadvantageous for a mobile application.
  • the combination of the actual drive unit 30 and the connection unit 29 shown in FIG. 3 offers considerable advantages in comparison.
  • connection unit 29 also benefits from the cooling of the stator 3 provided in the interior of the housing 20.
  • the cooling switch insulating oil which is conducted past an inside of the bearing cover 22 also causes cooling of the components of the connection unit 29 arranged on the outside of the bearing cover 22. This effect is particularly great when the components of the connection unit 29 to be cooled are in direct thermal contact with stand the bearing cap 22.
  • the cooling switch insulating oil can also be passed through the connection unit 29 if an additional cooling requirement is present after leaving the housing 20. Then both the drive unit 30 and the connection unit 29 are cooled by means of a single cooling circuit.
  • connection unit 29 and the drive unit 30 show separate cooling circuits.
  • 4 shows the usual electrical connection of a drive unit 30 designed as a three-phase synchronous motor with variable speed.
  • a drive unit 30 designed as a three-phase synchronous motor with variable speed.
  • a converter 32 of the drive unit 30 provides a three-phase connected load with any secondary frequency and also any secondary voltage at its electrical motor connections 33.
  • the secondary frequency and the secondary voltage can be set in the converter 32 in accordance with the currently desired speed.
  • the converter 32 includes a rectifier 34, which generates a DC voltage from the three-phase mains AC voltage, an intermediate circuit capacitor 35 and an inverter 36, which generates the desired three-phase motor connection AC voltage from the DC voltage.
  • the connection unit 29 shown in FIG. 3 only comprises the intermediate circuit capacitor 35 and the inverter 36. In principle, however, an additional integration of the rectifier 34 is also possible. However, it is superfluous in mobile applications in which a DC vehicle electrical system exists, to which the intermediate circuit capacitor 35 can be connected directly. This also applies in particular to use in a motor vehicle.
  • FIG. 5 shows a fourth exemplary embodiment of an electrodynamic machine 37 with a different seal between the can 18 and the bearing caps 21 and 22.
  • FIG. 5 shows a longitudinal section - designated VV in FIG. 1 - through a region of the stator 3 which is provided with grooves 7.
  • the electrical conductors running in the grooves 7 are only schematized in their entirety as one area shown.
  • the electrical conductors 11, which run practically exclusively axially in the region of the slots 7, are connected to the phase windings 8 in winding heads 38 and 39 lying outside the stator laminated core 6.
  • the rotor 4 is omitted in FIG. 5.
  • the sealing between the can 18 and the bearing caps 21 and 22 takes place only after the mounting of the bearing caps 21 and 22.
  • liquid silicone is pressed under pressure into a circumferential sealing groove on the bearing caps 21 and 22 41 pressed. After the silicone has set, a silicone seal 42 results between the can 18 and the bearing caps 21 and 22.
  • FIG. 6 shows an enlargement of the area in which the silicone seal 42 is located.
  • the flow channel 16 for the cold switch insulating oil, which runs between the electrical conductors 11 and the can 18, can also be seen in this illustration.
  • the can 18 offers a further advantage. Due to its electrically insulating behavior, it prevents undesired electrical current flows in the " bearings 43 and 44. The bearing currents could otherwise lead to micro-welding and thus to a reduced service life of the bearings 43 and 44 and the machine 37 as a whole. It is also to avoid this disadvantageous consequence the silicone seal 42 made of electrically insulating silicone.
  • the housing 20, produced by means of an inexpensive casting technique contains, on its inner wall, spirally running recesses which are closed by the introduction of the stator laminated core 6 and then form stator flow channels for the cold switch insulating oil. Compared to a composite casting with cast-in tube coils, this results in a considerably simplified manufacturing process for the housing 20.
  • the cold switch insulating oil comes into thermal contact directly with the stator lamination stack 6 in this way, without there being any additional thermal contact resistance.
  • the cooling circuit 25 detects the stator laminated core 6, the winding heads 39 and 38 and the electrical conductors 11 laid in the grooves 7. With a single cooling circuit, all relevant are thus stationary areas of the electrodynamic machine 37, in which heat can be generated, ensures good heat dissipation.
  • the housing 20 and the two bearing caps 21 and 22 are made of an electrically insulating material, for example a plastic, a fiber-reinforced plastic, a laminated plastic or a ceramic.
  • an insulation degree corresponding to protective insulation in accordance with VDE 100 part 410 is achieved for the electrodynamic machine 37.
  • the electrically insulating bearing caps 21 and 22 also help to prevent undesired compensating currents via the bearings 43 and 44 of the rotor 4.
  • additional insulation measures for example in the form of expensive ceramic bearings, are often provided in conventional designs to avoid these bearing currents. When using electrically insulating bearing caps 21 and 22, these costly additional components can be saved.
  • the housing 20 and the two bearing caps 21 and 22 are made of an electrically conductive core which is provided on the outside with a layer 50 made of an electrically insulating material.
  • the core is, for example, each formed as an aluminum part, which is manufactured using a sand casting technique.
  • the profile required for the cooling inserts 47 and 48 on the inner wall of the housing 20 can thus be manufactured in a simple manner.
  • a polyamide potting is provided as the outer layer 50.
  • This layer 50 in turn forms the favorable protective insulation.
  • a mixed form, not shown, of the exemplary embodiments according to FIGS. 5 and 7 is possible.
  • the bearing caps 21 and 22 consist of an electrically insulating material, whereas the housing 20 has an electrically conductive core with an electrically insulating outer coating.
  • the additionally required components that is the can 13 or 18 and the seals with respect to the bearing end 21 and 22, due to their electrically insulating behavior, in contrast to other machines, do not generate any additional eddy current losses even when the machine 1, 14, 17, 37 or 49 is actuated at high frequency.

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Abstract

The invention relates to an electrodynamic machine (37) comprising a stator (3) provided with grooves and arranged in a housing (20), and a can (18) which is applied to a cylindrical inner wall (12) of the stator (3) and seals the grooves such that flow channels (16) are formed in the grooves. According to the invention, the can (18) is embodied in an electrically insulating manner, a coolant circuit (25) comprising the flow channels (16) is provided with an electrically insulating coolant, and the housing (20) is embodied in an electrically insulating manner, at least towards the outside.

Description

Gekühlte elektrodynamische Maschine mit einem SpaltrohrCooled electrodynamic machine with a can
Die Erfindung betrifft eine elektrodynamische Maschine mit einem Nuten umfassenden und in einem Gehäuse angeordneten Stator sowie einem Spaltrohr, das an einer zylinderförmigen Statorinnenwand des Stators anliegt und die Nuten abdichtet, so dass in den Nuten verlaufende Nutströmungskanäle gebildet, sind. Eine derartige elektrodynamische Maschine ist beispielsweise aus der DE 337 561 Cl oder aus der US 2,497,650 bekannt.The invention relates to an electrodynamic machine with a stator comprising grooves and arranged in a housing and a can which bears against a cylindrical stator inner wall of the stator and seals the grooves, so that groove flow channels are formed in the grooves. Such an electrodynamic machine is known for example from DE 337 561 Cl or from US 2,497,650.
Bei einer elektrodynamischen Maschine, die beispielsweise als elektrischer Generator oder als elektromechanische Antriebsmaschine in Form eines Synchronmotors, eines Asynchronmotors oder eines Gleichstrommotors ausgebildet sein kann, entsteht während des Betriebs verlustbedingte Wärme, die entweder einen bestimmten Grad nicht übersteigen darf oder aus der Maschine abgeführt werden muss, um eine Beschädigung der Maschine aufgrund einer Überhitzung zu vermeiden. Hauptsächlich wird die Wärme durch Kupferverluste und durch Eisenverluste verursacht.In the case of an electrodynamic machine, which can be designed, for example, as an electrical generator or as an electromechanical drive machine in the form of a synchronous motor, an asynchronous motor or a direct current motor, heat is generated during operation which must either not exceed a certain degree or must be dissipated from the machine to avoid damage to the machine due to overheating. Mainly the heat is caused by copper losses and iron losses.
Die Eisenverluste entstehen durch Wirbelströme und durch Ummagnetisie- rung des Eisenpakets, das im Stator und im Rotor vorhanden ist. Die Kupferverluste entstehen aufgrund eines elektrischen Stromflusses durch widerstandsbehaftete Wicklungen, die einen wesentlichen Bestandteil des Stators und gegebenenfalls auch des Rotors bilden. Üblicherweise sind die Wicklungen aus einem elektrischen Kupfer-Leiter, der mit einer Isolierung insbesondere in Form eines Isolationslacks versehen ist, hergestellt. Die Isolierung bestimmt maßgeblich, wie hoch die Temperatur im Inneren der elektrodynamischen Maschine ansteigen darf, ehe es zu einer Beschädigung der Isolierung und damit zu einer Funktionsstörung der Maschine kommt. Beispielsweise liegt diese maximal zulässige Temperatur bei etwa 150° C.The iron losses are caused by eddy currents and by magnetic reversal of the iron package that is present in the stator and in the rotor. The copper losses arise due to an electrical current flow through resistive windings, which form an essential part of the stator and possibly also of the rotor. The windings are usually made from an electrical copper conductor which is provided with insulation, in particular in the form of an insulating varnish. The insulation largely determines how high the temperature inside the electrodynamic machine may rise before the insulation is damaged and the machine malfunctions comes. For example, this maximum permissible temperature is around 150 ° C.
Bei einer elektrodynamischen Maschine, die für eine hohe Leistung, d. h. eine Leistung von mindestens 20 kW, ausgelegt ist, wird deshalb eine Kühlung eingesetzt, um die maximal zulässige Temperatur einzuhalten. Bekannt ist eine indirekte Kühlung, bei der das Gehäuse der Maschine mit Wasser umströmt wird. Bekannt ist außerdem eine direkte Kühlung der Kupfer- Wicklungen mit Luft oder einer Kühlflüssigkeit.For an electrodynamic machine that is designed for high performance, i.e. H. a power of at least 20 kW is designed, cooling is therefore used to maintain the maximum permissible temperature. Indirect cooling is known in which water flows around the housing of the machine. Direct cooling of the copper windings with air or a cooling liquid is also known.
Bei den bekannten elektrodynamischen Maschinen sind neben der Kühlung zum Teil nicht unerhebliche zusätzliche Maßnahmen zur Gewährleistung der elektrischen Isolation vorgesehen. Gerade bei einer Auslegung für eine hohe Leistung kann dies mit großem Aufwand verbunden sein.In the known electrodynamic machines, in addition to the cooling, not inconsiderable additional measures are provided to ensure the electrical insulation. When designing for high performance, this can be very time-consuming.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine elektrodynamische Maschine der eingangs bezeichneten Art anzugeben, bei der die elektrische Isolation mit einfachen Mitteln erreicht wird.The invention is therefore based on the object of specifying an electrodynamic machine of the type described in the introduction, in which the electrical insulation is achieved with simple means.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsgemäße elektrodynamische Maschine ist dadurch gekennzeichnet, dass das Spaltrohr elektrisch isolierend ausgebildet ist, ein die Nutströmungskanäle umfassender Kühlkreislauf mit einer elektrisch isolierenden Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, und das Gehäuse zumindest nach außen hin elektrisch isolierend ausgebildet ist.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. The electrodynamic machine according to the invention is characterized in that the can is designed to be electrically insulating, a cooling circuit comprising the slot flow channels is provided with an electrically insulating cooling liquid, and the housing is at least externally electrically insulating.
Das erfindungsgemäß vorgesehene elektrisch isolierende Verhalten der Kühlflüssigkeit, des Spaltrohres und des Gehäuses ermöglicht eine besonders vorteilhafte Doppelfunktion. Neben der Kühlung wird gleichzeitig auch eine sehr effiziente elektrische Isolation der spannungsführenden Teile der elektrodynamischen Maschine erreicht. Die erfmdungs gemäßen Maßnahmen ermöglichen eine Schutzisolierung nach VDE 100 Teil 410. Das elektrisch isolierende Verhalten der Kühlflüssigkeit, des Spaltrohres und des Gehäuses gewährleisten die dafür geforderte 2fache elektrische Isolation. Hierzu sind aber insbesondere keine weiteren Sonderkomponenten erforderlich. Dies gilt gerade auch hinsichtlich der bei einer hohen Leistungsklasse verwendeten hohen Erregerspannung oder hinsichtlich der bei umrichtergesteuerten Maschinen entstehenden hohen Spannungsspit- zen.The electrically insulating behavior of the cooling liquid, the can and the housing, provided according to the invention, enables a particularly advantageous double function. In addition to cooling, at the same time very efficient electrical insulation of the live parts of the electrodynamic machine is also achieved. The measures according to the invention enable protective insulation in accordance with VDE 100 part 410. The electrically insulating behavior of the coolant, the can and the housing ensure the required double electrical insulation. In particular, however, no further special components are required for this. This applies in particular to the high excitation voltage used in a high performance class or the high voltage peaks that occur in converter-controlled machines.
Außerdem führt eine Beschädigung der Leiterisolierung an den in den Nuten platzierten elektrischen Leitern der Spulenwicklungen nicht zwangsläufig zu einem Maschinenausfall. Die elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit umströmt diese elektrischen Leiter in den Nuten und kann somit Schäden an den Leiterisolierungen bis zu einem gewissen Grad kompensieren. Außerdem wird die Berührungssicherheit der elektrodynamischen Maschine erhöht, da die elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit verhindert, dass bei einer fehlerhaften Leiterisolierung eine Spannung in den Außenbereich der elektrodynamischen Maschine gelangt. -In addition, damage to the conductor insulation on the electrical conductors of the coil windings placed in the slots does not necessarily lead to a machine failure. The electrically insulating coolant flows around these electrical conductors in the grooves and can thus compensate for damage to the conductor insulation to a certain extent. In addition, the contact safety of the electrodynamic machine is increased, since the electrically insulating coolant prevents a voltage from reaching the outside of the electrodynamic machine if the conductor insulation is faulty. -
Weiterhin wird aufgrund des Spaltrohres ein Rotor, der sich innerhalb des Stators befindet, insbesondere auch mittels zusätzlich vorhandener Lagerdeckel (= Lagerschilde), gegenüber dem Stator abgedichtet. Somit bleibt der Rotorraum trocken. Die Kühlflüssigkeit erfasst nur den Stator einschließlich der in den Nuten platzierten elektrischen Leiter der Spulenwicklungen. Eine praktisch vollständige Umströmung mit der Kühlflüssigkeit wird abgesehen von dem insbesondere auch nicht magnetisch ausgeführten Spaltrohr ohne weitere Sonderkomponenten erreicht. So erfordert der Nut- strömungskanal insbesondere keine Umkonstruktion des Statorblechpakets der Maschine. Die ohnehin zur Verlegung der elektrischen Leiter erforderlichen Nuten werden gleichzeitig auch als Nutströmungskanäle verwendet. Insgesamt ergibt sich eine sehr effiziente und gleichzeitig mit einfachen Mitteln realisierte Kühlung.Furthermore, due to the can, a rotor, which is located within the stator, in particular also by means of additional bearing covers (= end shields), is sealed off from the stator. This keeps the rotor space dry. The coolant only detects the stator including the electrical conductors of the coil windings placed in the slots. A practically complete flow of the cooling liquid is achieved without further special components apart from the can, which is also not magnetically designed. So the grooved flow channel in particular no redesign of the stator core of the machine. The grooves required for laying the electrical conductors are also used as groove flow channels. All in all, this results in a very efficient cooling that is also implemented using simple means.
Dank dieser bereits mittels des Kühlkreislaufs erzielten sehr guten Kühlfunktion braucht das Gehäuse insbesondere keine weitere Wärmeableitung zu übernehmen. Vorzugsweise kann es dann also ausschließlich entspre- chend den elektrischen Isolationsanforderungen ausgelegt werden.Thanks to this very good cooling function, which has already been achieved by means of the cooling circuit, the housing in particular need not take on any further heat dissipation. It can then preferably be designed exclusively in accordance with the electrical insulation requirements.
Aufgrund der hocheffizienten Kühlung kann die elektrodynamische Maschine mit einer höheren Leistungsdichte, d. h. bezogen auf die Baugröße oder das Gewicht, ausgeführt werden. Insbesondere kann bei gleichblei- bender hoher Leistung, also von beispielsweise mindestens 20 kW, die Baugröße verringert werden, ohne dass dadurch die zulässige Maximaltemperatur im Inneren der elektrodynamischen Maschine überschritten wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die elektrodynamische Maschine mobil eingesetzt wird, wobei die Baugröße und das Gewicht eine besondere Rolle spielen. Ein Beispiel für eine solche mobile Anwendung ist der Einsatz in einem (Kraft-)Fahrzeug.Due to the highly efficient cooling, the electrodynamic machine with a higher power density, i. H. based on the size or weight. In particular, the overall size can be reduced while the high power remains the same, for example at least 20 kW, without the maximum permissible temperature inside the electrodynamic machine being exceeded. This is particularly advantageous if the electrodynamic machine is used as a mobile device, with the size and weight playing a special role. An example of such a mobile application is the use in a (motor) vehicle.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.Advantageous embodiments of the invention result from the claims dependent on claim 1.
Günstig ist eine Variante, bei der das Gehäuse aus einem elektrisch isolierenden Material besteht oder mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen ist. Beide Bauformen lassen sich leicht realisieren und führen ins- besondere zu der besonders vorteilhaften Schutzisolation der elektrodynamischen Maschine.A variant in which the housing consists of an electrically insulating material or is provided with an electrically insulating coating is favorable. Both designs are easy to implement and lead to special to the particularly advantageous protective insulation of the electrodynamic machine.
Weiterhin ist es möglich, dass zu beiden axialen Seiten des Stators Wick- lungsköpfe vorgesehen sind und der Kühlkreislauf auch die Wicklungsköpfe erfasst. Unter axial ist eine Orientierung in Richtung der Drehachse zu verstehen. Bei dieser Ausgestaltung wird auch die an den Wicklungsköpfen anfallende Wärme mittels des einzigen Kühlkreislaufs abgeführt.It is also possible that winding heads are provided on both axial sides of the stator and the cooling circuit also detects the winding heads. Axial is understood to mean an orientation in the direction of the axis of rotation. In this embodiment, the heat generated at the winding heads is also dissipated by means of the single cooling circuit.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung umfasst der Kühlkreislauf auch Statorströmungskanäle, die zwischen dem Gehäuse und einer Statoraußenwand des Stators gebildet sind. Insbesondere weist eine Gehäuseinnenwand des Gehäuses spiralförmige Ausnehmungen auf, die nach innen offen sind und in Verbindung mit der Statoraußenwand die Statorströmungskanäle bilden. Diese Statorströmungskanäle nehmen insbesondere die Form von Kühlwendeln an. Die Kühlung ist umso effizienter, je mehr Bereiche mit potentieller Wärmeentwicklung erfasst werden. Hierzu gehört insbesondere auch der Stator, in dem es zu Eisenverlusten kommen kann. Die so bedingte Verlustwärme wird mittels der in den Statorströmungskanälen geführten Kühlflüssigkeit aus dem Stator abtransportiert.According to another embodiment, the cooling circuit also includes stator flow channels that are formed between the housing and a stator outer wall of the stator. In particular, a housing inner wall of the housing has spiral recesses which are open towards the inside and which, in conjunction with the stator outer wall, form the stator flow channels. These stator flow channels in particular take the form of cooling coils. Cooling is more efficient the more areas with potential heat development are recorded. This includes in particular the stator, in which iron losses can occur. The heat loss caused in this way is removed from the stator by means of the cooling liquid guided in the stator flow channels.
Weiterhin ist die elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit vorzugsweise ein niedrig viskoses Kälteschalter-Isolieröl. Dann können im Kühlkreislauf vergleichsweise niedrige Werte für die Strömungsgeschwindigkeit und den Druck vorgesehen werden. Trotzdem bleibt ein sehr guter Wärmeübergang und -abtransport gewährleistet. Die Viskosität hat erheblichen Einfluss auf die Strömungswiderstand und den Wärmeübergang. Je niedrigviskoser die Kühlflüssigkeit ist, umso besser ist der Wärmeübergang und umso niedriger ist der Strömungswiderstand. Insbesondere ist der Strömungsverlust niedriger als 0,3 bar. Aufgrund des vorzugsweise relativ niedrigen Druckes sind auch die an das Spaltrohr, an etwa vorhandene Dichtungen und an Gehäusebauteile zu stellenden Anforderungen hinsichtlich der mechanischen Stabilität und Festigkeit niedrig. Insgesamt lässt sich die Stromdichte auf diese Weise im Dauerbetrieb verglichen mit bisher gebauten flüssiggekühl- ten Maschinen auf das 2,5 bis 3fache steigern.Furthermore, the electrically insulating coolant is preferably a low-viscosity cold switch insulating oil. Then comparatively low values for the flow rate and the pressure can be provided in the cooling circuit. Nevertheless, a very good heat transfer and removal is guaranteed. The viscosity has a significant influence on the flow resistance and the heat transfer. The lower the viscosity of the cooling liquid, the better the heat transfer and the lower the flow resistance. In particular, the flow loss lower than 0.3 bar. Because of the preferably relatively low pressure, the requirements with regard to the mechanical stability and strength to be made of the can, any seals and housing components are also low. Overall, the current density can be increased 2.5 to 3 times in continuous operation compared to previously built liquid-cooled machines.
Weitere Aspekte, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung. Zur Verdeutlichung ist die Zeichnung nicht maßstäblich ausgeführt und gewisse Aspekte sind nur schematisiert dargestellt. Im Einzelnen zeigt:Further aspects, advantages and details of the invention result from the following description of several exemplary embodiments with reference to the drawing. For clarification, the drawing is not drawn to scale and certain aspects are only shown schematically. In detail shows:
Fig. 1 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine mit gekühlter Antriebseinheit,1 shows a first exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit,
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine mit gekühlter Antriebseinheit,2 shows a second exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine mit gekühlter Antriebseinheit und integrierter Anschlusseinheit,3 shows a third exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit and integrated connection unit,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer elektrischen Beschaltung einer elektrodynamischen Maschine,4 shows a block diagram of an electrical circuit of an electrodynamic machine,
Fig. 5 ein viertes Ausfuhrungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine mit gekühlter Antriebseinheit,5 shows a fourth exemplary embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit,
Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts von Fig. 5 und Fig. 7 ein fünftes Ausführungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine mit gekühlter Antriebseinheit.Fig. 6 is an enlarged view of a section of Fig. 5 and Fig. 7 shows a fifth embodiment of an electrodynamic machine with a cooled drive unit.
Einander entsprechende Teile sind in den Figuren 1 bis 7 mit denselben Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference numerals in FIGS. 1 to 7.
In Fig. 1 ist ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine 1 in Form eines Synchronmotors für einen Leistungsbereich von mindestens 20 kW dargestellt. Grundsätzlich kömite die elektrodynamische Maschine 1 jedoch ebenfalls als Asynchronmotor oder auch als Gleichstrommotor ausgebildet sein. Möglich ist ebenfalls eine Ausgestaltung als elektrischer Generator. Die in Fig. 1 gezeigte eigentliche Antriebseinheit 2 beinhaltet einen feststehenden Stator 3 und einen um eine Drehachse dreh- bar gelagerten Rotor 4. Zwischen dem Rotor 4 und dem Stator 3 ist in radialer Richtung ein Spalt 5 ausgebildet. Der Stator 3 besteht aus einem magnetischen, eisenhaltigen Statorblechpaket 6, in dem angrenzend an den Spalt 5 und in gleichmäßigen Abständen über den Umfang verteilt insgesamt sechs Nuten 7 vorgesehen sind. Jeweils zwei einander gegenüberlie- gende Nuten 7 dienen zur Aufnahme einer von insgesamt drei Phasenwicklungen 8, 9 und 10. Stellvertretend für die anderen Phasenwicklungen sind in der obersten Nut 7 elektrische Leiter 11 angedeutet, aus denen die Phasenwicklung 8 besteht. Die elektrischen Leiter 11 sind als mit einer Isolierung aus einem Isolationslack versehene Kupfer-Leitungen ausgebildet. Anstelle der in Fig. 1 gezeigten dreiphasigen Ausführungsform kann die elektrodynamische Maschine 1 auch eine beliebige andere Zahl an Phasenwicklungen aufweisen. So sind auch vier, fünf oder sechs Phasenwicklungen möglich. Zur Abführung der in den elektrischen Leitern 11 aufgrund eines elektrischen Stromflusses entstehenden Verlustwärme sind die elektrischen Leiter 11 unmittelbar von einer elektrisch isolierenden Kühlflüssigkeit in Form eines Kälteschalter-Isolieröls umströmt. Dadurch wird erreicht, dass die Temperatur im Inneren der elektrodynamischen Maschine 1 nicht über eine zulässige Maximaltemperatur, die insbesondere durch die Isolation der e- lektrischen Leiter 11 bestimmt ist, überschritten wird. Diese Temperatur liegt typischerweise bei etwa 150°C. An einer Statorinnenwand 12 der zy- linderförmigen Stator-Bohrung, innerhalb der der Rotor 4 angeordnet ist, ist im Bereich des Spalts 5 ein Verschlusselement in Gestalt eines elektrisch isolierenden und nicht magnetischen Spaltrohres 13 vorgesehen. Die Stator-Bohrung ist mit diesem Spaltrohr 13 komplett ausgekleidet. Es verhindert, dass das Kälteschalter-Isolieröl auch mit dem Rotor 4 in Berührung kommt.1 shows a first exemplary embodiment of an electrodynamic machine 1 in the form of a synchronous motor for a power range of at least 20 kW. Basically, however, the electrodynamic machine 1 could also be designed as an asynchronous motor or also as a DC motor. An embodiment as an electrical generator is also possible. The actual drive unit 2 shown in FIG. 1 includes a fixed stator 3 and a rotor 4 rotatably mounted about an axis of rotation. A gap 5 is formed in the radial direction between the rotor 4 and the stator 3. The stator 3 consists of a magnetic, iron-containing stator laminated core 6, in which a total of six grooves 7 are provided adjacent to the gap 5 and at uniform intervals over the circumference. Two opposing slots 7 each serve to receive one of a total of three phase windings 8, 9 and 10. Representative of the other phase windings, electrical conductors 11, from which the phase winding 8 consists, are indicated in the uppermost slot 7. The electrical conductors 11 are designed as copper lines provided with insulation from an insulating varnish. Instead of the three-phase embodiment shown in FIG. 1, the electrodynamic machine 1 can also have any other number of phase windings. Four, five or six phase windings are also possible. In order to dissipate the heat loss generated in the electrical conductors 11 due to an electrical current flow, the electrical conductors 11 are directly surrounded by an electrically insulating cooling liquid in the form of a refrigeration switch insulating oil. This ensures that the temperature inside the electrodynamic machine 1 is not exceeded above a permissible maximum temperature, which is determined in particular by the insulation of the electrical conductors 11. This temperature is typically around 150 ° C. On a stator inner wall 12 of the cylindrical stator bore, within which the rotor 4 is arranged, a closure element in the form of an electrically insulating and non-magnetic can 13 is provided in the area of the gap 5. The stator bore is completely lined with this can 13. It prevents the cold switch insulating oil from coming into contact with the rotor 4.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine 14 hat der Stator 3 deutlich mehr und auch anders geformte Nuten 7 als beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. An der grundsätzlichen Wirkungsweise ändert sich dadurch nichts. Der Rotor 4 ist in Fig. 2 nicht gezeigt. Als Verschlusselement ist auch beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 das elektrisch isolierende Spaltrohr 13 vorgesehen. Es besteht aus Kunststoff. Das Spaltrohr 13 ist zwischen den jeweiligen Öffnungen der Nuten 7 an die Statorinnenwand 12 geklebt. Bei einer anderen Ausführungsform kann es aber auch mittels eines Pressverbandes (Fügen mit Übermaß) an der Statorinnenwand 12 befestigt sein.In the second exemplary embodiment of an electrodynamic machine 14 shown in FIG. 2, the stator 3 has significantly more and also differently shaped grooves 7 than in the first exemplary embodiment according to FIG. 1. This does not change the basic mode of operation. The rotor 4 is not shown in FIG. 2. In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the electrically insulating can 13 is also provided as the closure element. It is made of plastic. The can 13 is glued to the stator inner wall 12 between the respective openings of the grooves 7. In another embodiment, however, it can also be fastened to the stator inner wall 12 by means of a press fit (joining with oversize).
Zwischen den elektrischen Leitern 11 und dem Spaltrohr 13 ist im Bereich der Öffnungen der Nuten 7 ein bevorzugter Strömungskanal 16 für die Kühlflüssigkeit gebildet. Hier umströmt die Kühlflüssigkeit die isolierten elektrischen Leiter 11 unmittelbar und führt die dort entstehende Verlustwärme sehr effizient ab. Wegen seiner niedrigen Viskosität ist das eingesetzte Kälteschalter-Isolieröl besonders gut geeignet.A preferred flow channel 16 for the cooling liquid is formed between the electrical conductors 11 and the can 13 in the region of the openings of the grooves 7. Here the coolant flows around the isolated one electrical conductor 11 immediately and dissipates the heat generated there very efficiently. Because of its low viscosity, the refrigeration switch insulating oil used is particularly suitable.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer elektrodynamischen Maschine 17 in einer Längsschnittdarstellung, die in Fig. 1 durch eine mit III-III bezeichnete Schnittlinie angedeutet ist. Der Schnitt verläuft durch den Stator 3 in einem Bereich, in dem keine Nuten 7 mit darin angeordneten elektrischen Leitern 11 vorhanden sind. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 ist ebenfalls ein zylinderförmiges elektrisch isolierendes und nicht magnetisches Spaltrohr 18 z. B. aus Kunststoff vorgesehen. Es hat eine sehr geringe Wandstärke in der Größenordnung von etwa 20 μm bis 1000 μm. Es kann aber gegebenenfalls auch eine noch größere Wandstärke vorgesehen sein, beispielsweise um einen höheren Druck im Kühlkreislauf zu ermöglichen. Der Wert der Wandstärke ist von der mechanischen Stabilität und Festigkeit des Spaltrohrs 18 und von dem vorgesehenen Druck im Kühlkreislauf abhängig. Bevorzugt ist eine möglichst geringe Wandstärke, um eine geringe Feldschwächung im Spalt 5 und einen guten Wirkungsgrad der elektrodynamischen Maschine 17 zu gewährleisten. Im Beispiel liegt die Wandstärke bei etwa 500 μm. Demgegenüber hat der Spalt 5 - ohne das Spaltrohr 18 - eine radiale Ausdehnung von etwa 1500 μm. Geringere Abmessungen sind aber grundsätzlich ebenfalls möglich, sodass unter Berücksichtigung des Spaltrohrs 18 noch eine lichte Weite von etwa 1000 μm verbleibt. Das Spaltrohr 18 ist an die Statorinnenwand 12 geklebt.Fig. 3 shows a third embodiment of an electrodynamic machine 17 in a longitudinal sectional view, which is indicated in Fig. 1 by a cutting line designated III-III. The section runs through the stator 3 in an area in which there are no grooves 7 with electrical conductors 11 arranged therein. In the embodiment of Fig. 3 is also a cylindrical electrically insulating and non-magnetic can 18 z. B. provided from plastic. It has a very small wall thickness on the order of about 20 μm to 1000 μm. However, an even greater wall thickness can optionally be provided, for example to enable a higher pressure in the cooling circuit. The value of the wall thickness depends on the mechanical stability and strength of the can 18 and on the pressure provided in the cooling circuit. The smallest possible wall thickness is preferred in order to ensure a low field weakening in the gap 5 and a good efficiency of the electrodynamic machine 17. In the example, the wall thickness is around 500 μm. In contrast, the gap 5 - without the can 18 - has a radial expansion of about 1500 microns. In principle, smaller dimensions are also possible, so that, taking into account the can 18, a clear width of about 1000 μm remains. The can 18 is glued to the stator inner wall 12.
In Erweiterung der Darstellungen in den Figuren 1 und 2 sind in Fig. 3 zusätzlich auch ein zylinderförmiges Gehäuse 20 zur Aufnahme des Stators 3 und des Rotors 4 ebenso wie zwei seitliche Lagerdeckel 21 und 22 gezeigt. Der linke Lagerdeckel 21 enthält eine Öffnung für eine mit dem Rotor 4 verbundene Antriebswelle 23.As an extension of the representations in FIGS. 1 and 2, a cylindrical housing 20 for accommodating the stator 3 and the rotor 4 as well as two lateral bearing caps 21 and 22 are also shown in FIG. 3. The left bearing cover 21 contains an opening for a drive shaft 23 connected to the rotor 4.
Um das Kälteschalter-Isolieröl ausschließlich im Bereich des Stators 3 zu halten, ist der Stator 3 über das Gehäuse 20, die beiden Lagerdeckel 21 und 22 sowie das Spaltrohr 18 abgedichtet. Ebenfalls zu diesem Zweck ist zwischen den Lagerdeckeln 21 und 22 und dem Spaltrohr 18 jeweils eine e- lektrisch isolierende Elastomerdichtung 24 in Gestalt eines O-Rings vorgesehen.In order to keep the cold switch insulating oil only in the area of the stator 3, the stator 3 is sealed via the housing 20, the two bearing caps 21 and 22 and the can 18. For this purpose, too, an electrically insulating elastomer seal 24 in the form of an O-ring is provided between the bearing caps 21 and 22 and the can 18.
In Fig. 3 ist schematisch ein Kühlkreislauf 25 des Kälteschalter-Isolieröls innerhalb des zu kühlenden Stators 3 angedeutet. Mittels einer Einlassöffnung 26 gelangt das Kälteschalter-Isolieröl in das Innere des Gehäuses 20. Dort umströmt es zunächst einen ersten Teil der Statoraußenwand 27 in Umfangsrichtung, bis es im an den rechten Lagerdeckel 22 angrenzenden Bereich zur Statorinnenwand 12 geleitet wird. In den in Fig. 3 nicht sichtbaren Strömungskanälen 16 in den Nuten 7 strömt das Kälteschalter- Isolieröl dann in axialer Richtung zu einem an den linken Lagerdeckel 21 angrenzenden Bereich, in dem es zu einem zweiten Teil der Statoraußen- wand 27 zurückgeleitet wird. Nachdem das Kälteschalter-Isolieröl auch diesen zweiten Teil der Statoraußenwand 27 in Umfangsrichtung umströmt hat, verlässt es das Gehäuse 20 mittels einer Auslassöffnung 28.In Fig. 3, a cooling circuit 25 of the refrigeration switch insulating oil is indicated schematically within the stator 3 to be cooled. The refrigeration switch insulating oil reaches the interior of the housing 20 by means of an inlet opening 26, where it first flows around a first part of the stator outer wall 27 in the circumferential direction until it is conducted to the stator inner wall 12 in the region adjacent to the right bearing cover 22. In the flow channels 16, which are not visible in FIG. 3, in the grooves 7, the cooling switch insulating oil then flows in the axial direction to an area adjoining the left bearing cover 21, in which it is returned to a second part of the stator outer wall 27. After the cooling switch insulating oil has also flowed around this second part of the stator outer wall 27 in the circumferential direction, it leaves the housing 20 by means of an outlet opening 28.
Das Kälteschalter-Isolieröl umströmt also sowohl das Statorblechpaket 6 als auch die elektrischen Leiter 11. Es nimmt folglich die durch Eisenverluste im Statorblechpaket 6 und auch die durch Kupferverluste in den elektrischen Leitern 11 verursachte Abwärme auf, um sie in den Außenbereich der elektrodynamischen Maschine 17 abzuführen. Dadurch wird eine sehr effiziente Kühlung erreicht, so dass die Baugröße und gegebenenfalls auch das Gewicht der elektrodynamischen Maschine 17 verringert werden kann. Damit eignet sich die elektrodynamische Maschine 17 besonders gut für einen mobilen Einsatzzweck.The cold switch insulating oil thus flows around both the stator laminated core 6 and the electrical conductors 11. It consequently absorbs the waste heat caused by iron losses in the stator laminated core 6 and also by copper losses in the electrical conductors 11 in order to dissipate them into the outer region of the electrodynamic machine 17 , As a result, very efficient cooling is achieved, so that the size and possibly also the weight of the electrodynamic machine 17 can be reduced. The electrodynamic machine 17 is therefore particularly well suited for a mobile application.
Vorteilhaft für einen derartigen mobilen Einsatzzweck ist auch, dass eine Anschlusseinheit 29 zur elektrischen Beschaltung der drei Phasenwicklungen 8, 9 und 10 an einer Außenwand des rechten Lagerdeckels 22 angeordnet ist. Üblicherweise ist eine solche Anschlusseinheit 29 räumlich von der elektrodynamischen Maschine 17 getrennt platziert, was sich für einen mo- bilen Einsatzzweck als unvorteilhaft herausgestellt hat. Die in Fig. 3 gezeigte Kombination aus eigentlicher Antriebseinheit 30 und der Anschlusseinheit 29 bietet demgegenüber erhebliche Vorteile.It is also advantageous for such a mobile application that a connection unit 29 for the electrical connection of the three phase windings 8, 9 and 10 is arranged on an outer wall of the right bearing cover 22. Such a connection unit 29 is usually placed spatially separated from the electrodynamic machine 17, which has proven to be disadvantageous for a mobile application. The combination of the actual drive unit 30 and the connection unit 29 shown in FIG. 3 offers considerable advantages in comparison.
Günstig wirkt sich in diesem Zusammenhang aus, dass die Anschlussein- heit 29 auch von der im Inneren des Gehäuses 20 vorgesehenen Kühlung des Stators 3 mit profitiert. Das an einer Innenseite des Lagerdeckels 22 vorbeigeleitete Kälteschalter-Isolieröl bewirkt nämlich auch eine Kühlung der an der Außenseite des Lagerdeckels 22 angeordneten Komponenten der Anschlusseinheit 29. Dieser Effekt ist besonders groß, wenn die zu kühlen- den Komponenten der Anschlusseinheit 29 in unmittelbarem thermischen Kontakt mit dem Lagerdeckel 22 stehen. Wie in Fig. 3 anhand des gestrichelten Strömungsverlaufs angedeutet, kann das Kälteschalter-Isolieröl bei einem gegebenenfalls vorhandenen zusätzlichen Kühlbedarf nach Verlassen des Gehäuses 20 auch durch die Anschlusseinheit 29 geleitet werden. Dann erfolgt die Kühlung sowohl der Antriebseinheit 30 als auch der Anschlusseinheit 29 mittels eines einzigen Kühlkreislaufs. Grundsätzlich sind aber auch getrennte Kühlkreisläufe für die Anschlusseinheit 29 und die Antriebseinheit 30 möglich. In Fig. 4 ist die übliche elektrischen Beschaltung einer als dreiphasiger Synchronmotor mit variabler Drehzahl ausgebildeten Antriebseinheit 30 dargestellt. Ausgehend von einem gängigen dreiphasigen Netzanschluss 31 mit einer Primärfrequenz von 50 oder 60 Hz und einer Primärspannung von 400 V wird mittels eines Umrichters 32 der Antriebseinheit 30 an ihren elektrischen Motoranschlüssen 33 eine dreiphasige Anschlussleistung mit beliebiger Sekundärfrequenz und ebenfalls beliebiger Sekundärspannung zur Verfügung gestellt. Die Sekundärfrequenz und die Sekundärspannung können im Umrichter 32 entsprechend der aktuell gewünschten Drehzahl eingestellt werden.In this context, it has a favorable effect that the connection unit 29 also benefits from the cooling of the stator 3 provided in the interior of the housing 20. The cooling switch insulating oil which is conducted past an inside of the bearing cover 22 also causes cooling of the components of the connection unit 29 arranged on the outside of the bearing cover 22. This effect is particularly great when the components of the connection unit 29 to be cooled are in direct thermal contact with stand the bearing cap 22. As indicated in FIG. 3 on the basis of the dashed flow course, the cooling switch insulating oil can also be passed through the connection unit 29 if an additional cooling requirement is present after leaving the housing 20. Then both the drive unit 30 and the connection unit 29 are cooled by means of a single cooling circuit. In principle, however, separate cooling circuits are also possible for the connection unit 29 and the drive unit 30. 4 shows the usual electrical connection of a drive unit 30 designed as a three-phase synchronous motor with variable speed. Starting from a common three-phase mains connection 31 with a primary frequency of 50 or 60 Hz and a primary voltage of 400 V, a converter 32 of the drive unit 30 provides a three-phase connected load with any secondary frequency and also any secondary voltage at its electrical motor connections 33. The secondary frequency and the secondary voltage can be set in the converter 32 in accordance with the currently desired speed.
Der Umrichter 32 beinhaltet einen Gleichrichter 34, der aus der dreiphasigen Netz- Wechselspannung eine Gleichspannung erzeugt, einen Zwischenkreiskondensator 35 und einen Wechselrichter 36, der aus der Gleich- Spannung die gewünschte dreiphasige Motoranschluss- Wechselspannung erzeugt. Die in Fig. 3 gezeigte Anschlusseinheit 29 umfasst nur den Zwischenkreiskondensator 35 sowie den Wechselrichter 36. Grundsätzlich ist jedoch auch eine zusätzliche Integration des Gleichrichters 34 möglich. Sie erübrigt sich jedoch bei mobilen Anwendungsfällen, bei denen ein Gleichspannungs-Bordnetz existiert, an das der Zwischenkreiskondensator 35 unmittelbar angeschlossen werden kann. Dies gilt insbesondere auch für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug.The converter 32 includes a rectifier 34, which generates a DC voltage from the three-phase mains AC voltage, an intermediate circuit capacitor 35 and an inverter 36, which generates the desired three-phase motor connection AC voltage from the DC voltage. The connection unit 29 shown in FIG. 3 only comprises the intermediate circuit capacitor 35 and the inverter 36. In principle, however, an additional integration of the rectifier 34 is also possible. However, it is superfluous in mobile applications in which a DC vehicle electrical system exists, to which the intermediate circuit capacitor 35 can be connected directly. This also applies in particular to use in a motor vehicle.
In Fig. 5 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer elektrodynamischen Ma- schine 37 mit einer anderen Abdichtung zwischen dem Spaltrohr 18 und den Lagerdeckeln 21 und 22 gezeigt. Im Unterschied zu Fig. 3 zeigt Fig. 5 einen - in Fig. 1 mit V-V bezeichneten - Längsschnitt durch einen Bereich des Stators 3, der mit Nuten 7 versehen ist. Die in den Nuten 7 verlaufenden elektrischen Leiter sind nur schematisiert in ihrer Gesamtheit als ein- heitlicher Bereich dargestellt. Die elektrischen Leiter 11, die im Bereich der Nuten 7 praktisch ausschließlich axial verlaufen, werden in außerhalb des Statorblechpakets 6 liegenden Wicklungsköpfen 38 und 39 zu der Phasenwicklung 8 verschaltet. Zwecks einer einfacheren Darstellung ist in Fig. 5 der Rotor 4 weggelassen.5 shows a fourth exemplary embodiment of an electrodynamic machine 37 with a different seal between the can 18 and the bearing caps 21 and 22. In contrast to FIG. 3, FIG. 5 shows a longitudinal section - designated VV in FIG. 1 - through a region of the stator 3 which is provided with grooves 7. The electrical conductors running in the grooves 7 are only schematized in their entirety as one area shown. The electrical conductors 11, which run practically exclusively axially in the region of the slots 7, are connected to the phase windings 8 in winding heads 38 and 39 lying outside the stator laminated core 6. In order to simplify the illustration, the rotor 4 is omitted in FIG. 5.
Die Abdichtung zwischen dem Spaltrohr 18 und den Lagerdeckeln 21 und 22 erfolgt bei dem vierten Ausführungsbeispiel erst nach der Montage der Lagerdeckel 21 und 22. Hierzu wird mittels eines Dichtungskanals 40 flüs- siges Silikon unter Druck in eine an den Lagerdeckeln 21 und 22 jeweils umlaufende Dichtungsnut 41 eingepresst. Nach dem Abbinden des Silikons ergibt sich eine Silikondichtung 42 zwischen dem Spaltrohr 18 und den Lagerdeckeln 21 und 22.In the fourth exemplary embodiment, the sealing between the can 18 and the bearing caps 21 and 22 takes place only after the mounting of the bearing caps 21 and 22. For this purpose, liquid silicone is pressed under pressure into a circumferential sealing groove on the bearing caps 21 and 22 41 pressed. After the silicone has set, a silicone seal 42 results between the can 18 and the bearing caps 21 and 22.
Fig. 6 zeigt eine Vergrößerung des Bereichs, in dem sich die Silikondichtung 42 befindet. Ersichtlich wird in dieser Darstellung auch der zwischen den elektrischen Leitern 11 und dem Spaltrohr 18 verlaufende Strömungskanal 16 für das Kälteschalter-Isolieröl.6 shows an enlargement of the area in which the silicone seal 42 is located. The flow channel 16 for the cold switch insulating oil, which runs between the electrical conductors 11 and the can 18, can also be seen in this illustration.
Durch das Einbringen des Spaltrohrs 18 in den Spalt 5 wird dessen lichte Weite reduziert. Dem wird mittels einer in radialer Richtung erhöhten Positionierungsgenauigkeit des Rotors 4 begegnet. Der Rotor 4 ist mittels Lagern 43 und 44 in Vorsprüngen 45 bzw. 46 der Lagerdeckel 21 bzw. 22 gelagert, wobei die Vorsprünge 45 und 46 in radialer Richtung am Sta- torblechpaket 6 und im Bereich der Wicklungsköpfe 38 bzw. 39 gegebenenfalls auch an den elektrischen Leitern 11 anliegen. Die radiale Aufnahme der Vorsprünge 45 und 46 erfolgt also nicht wie bei herkömmlichen Lösungen am Gehäuse 20, sondern unmittelbar am Stator 3, wodurch eine höhere Positionierungsgenauigkeit des Rotors 4 gegenüber dem Stator 3 erreicht wird.By introducing the can 18 into the gap 5, its clear width is reduced. This is countered by means of an increased positioning accuracy of the rotor 4 in the radial direction. The rotor 4 is supported by means of bearings 43 and 44 in projections 45 and 46 of the bearing caps 21 and 22, respectively, the projections 45 and 46 in the radial direction on the stator core 6 and in the area of the winding heads 38 and 39, if appropriate, also on the electrical conductors 11 are present. The radial reception of the projections 45 and 46 thus does not take place on the housing 20 as in conventional solutions, but rather directly on the stator 3, thereby creating a higher positioning accuracy of the rotor 4 compared to the stator 3 is achieved.
Außer der abdichtenden Funktion bietet das Spaltrohr 18 einen weiteren Vorteil. Aufgrund seines elektrisch isolierenden Verhaltens verhindert es unerwünschte elektrische Stromflüsse in den" Lagern 43 und 44. Die Lagerströme könnten andernfalls zu Mikroverschweißungen und damit zu einer reduzierten Lebensdauer der Lager 43 und 44 und der Maschine 37 insgesamt führen. Zur Vermeidung dieser ungünstigen Folge ist außerdem auch die Silikondichtung 42 aus elektrisch isolierendem Silikon ausgeführt.In addition to the sealing function, the can 18 offers a further advantage. Due to its electrically insulating behavior, it prevents undesired electrical current flows in the " bearings 43 and 44. The bearing currents could otherwise lead to micro-welding and thus to a reduced service life of the bearings 43 and 44 and the machine 37 as a whole. It is also to avoid this disadvantageous consequence the silicone seal 42 made of electrically insulating silicone.
Der bereits im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 beschriebene Kühlkreislauf 25 des Kälteschalter-Isolieröls im Inneren des Gehäuses 20 ist auch in Fig. 5 wiedergegeben. Mittels spiralförmiger Kühlwendeln 47 und 48 wird der an der Statoraußenwand 27 in Umfangsrichtung verlaufender Fluss des Kälteschalter-Isolieröls bewirkt. Das mittels einer preiswerten Gusstechnik hergestellte Gehäuse 20 enthält hierzu an seiner Innenwand spiralförmig verlaufenden Ausnehmungen, die durch das Einbringen des Statorblechpakets 6 geschlossen werden und dann Sta- torströmungskanäle für das Kälteschalter-Isolieröl bilden. Verglichen mit einem Verbundguss mit eingegossenen Rohrwendeln ergibt sich dadurch ein erheblich vereinfachtes Herstellungsverfahren für das Gehäuse 20. Außerdem kommt das Kälteschalter-Isolieröl auf diese Weise direkt mit dem Statorblechpaket 6 in thermischen Kontakt, ohne dass ein zusätzlicher thermischer Übergangswiderstand vorhanden ist.The cooling circuit 25 of the cooling switch insulating oil in the interior of the housing 20, which has already been described in connection with the exemplary embodiment in FIG. 3, is also shown in FIG. 5. The flow of the cooling switch insulating oil, which runs in the circumferential direction on the stator outer wall 27, is brought about by means of spiral cooling coils 47 and 48. For this purpose, the housing 20, produced by means of an inexpensive casting technique, contains, on its inner wall, spirally running recesses which are closed by the introduction of the stator laminated core 6 and then form stator flow channels for the cold switch insulating oil. Compared to a composite casting with cast-in tube coils, this results in a considerably simplified manufacturing process for the housing 20. In addition, the cold switch insulating oil comes into thermal contact directly with the stator lamination stack 6 in this way, without there being any additional thermal contact resistance.
Insgesamt erfasst der Kühlkreislauf 25 das Statorblechpaket 6, die Wicklungsköpfe 39 und38 sowie die in den Nuten 7 verlegten elektrischen Leiter 11. Mit einem einzigen Kühlkreislauf wird somit aus allen relevanten stationären Bereichen der elektrodynamischen Maschine 37, in denen Wärme entstehen kann, ein guter Wärmeabtransport gewährleistet.Overall, the cooling circuit 25 detects the stator laminated core 6, the winding heads 39 and 38 and the electrical conductors 11 laid in the grooves 7. With a single cooling circuit, all relevant are thus stationary areas of the electrodynamic machine 37, in which heat can be generated, ensures good heat dissipation.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 5 sind das Gehäuse 20, sowie die beiden Lagerdeckel 21 und 22 aus einem elektrisch isolierenden Material, beispielsweise aus einem Kunststoff, einem faserverstärkten Kunststoff, einem laminierten Kunststoff oder einer Keramik, hergestellt. Dadurch wird für die elektrodynamische Maschine 37 ein einer Schutzisolierung gemäß VDE 100 Teil 410 entsprechender Isolierungsgrad erreicht. Außerdem tra- gen die elektrisch isolierenden Lagerdeckel 21 und 22 mit dazu bei, unerwünschte Ausgleichsströme über die Lager 43 und 44 des Rotors 4 zu verhindern. Insbesondere wenn die elektrodynamische Maschine 37 als leistungsstarke wechselrichtergesteuerte Maschine ausgeführt ist, sind bei herkömmlichen Bauformen oft zusätzliche ϊsolationsmaßnahmen, beispiels- weise in Form teurer Keramiklager, zur Vermeidung dieser Lagerströme vorgesehen. Bei der Verwendung elektrisch isolierender Lagerdeckel 21 und 22 lassen sich diese kostenträchtigen Zusatzkomponenten einsparen.5, the housing 20 and the two bearing caps 21 and 22 are made of an electrically insulating material, for example a plastic, a fiber-reinforced plastic, a laminated plastic or a ceramic. As a result, an insulation degree corresponding to protective insulation in accordance with VDE 100 part 410 is achieved for the electrodynamic machine 37. In addition, the electrically insulating bearing caps 21 and 22 also help to prevent undesired compensating currents via the bearings 43 and 44 of the rotor 4. In particular, if the electrodynamic machine 37 is designed as a high-performance inverter-controlled machine, additional insulation measures, for example in the form of expensive ceramic bearings, are often provided in conventional designs to avoid these bearing currents. When using electrically insulating bearing caps 21 and 22, these costly additional components can be saved.
Bei einem weiteren in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel einer elektro- dynamischen Maschine 49 sind das Gehäuse 20 sowie die beiden Lagerdeckel 21 und 22 aus einem elektrisch leitfähigen Kern, der außen mit einer Schicht 50 aus einem elektrisch isolierenden Material versehen ist. Der Kern ist beispielsweise jeweils als Aluminiumteil ausgebildet, das mittels einer Sandgusstechnik hergestellt ist. Damit lässt sich das für die Kühl- wendein 47 und 48 benötigte Profil an der Innenwand des Gehäuses 20 auf einfache Weise fertigen. Als äußere Schicht 50 ist ein Polyamidverguss vorgesehen. Diese Schicht 50 bildet wiederum die günstige Schutzisolierung. Weiterhin ist eine nicht gezeigte Mischform der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 5 und 7 möglich. Dabei bestehen die Lagerdeckel 21 und 22 aus einem elektrisch isolierenden Material, wohingegen das Gehäuse 20 einen elektrisch leitfähigen Kern mit einer elektrisch isolierenden Außenbe- Schichtung aufweist.In a further exemplary embodiment of an electro-dynamic machine 49 shown in FIG. 7, the housing 20 and the two bearing caps 21 and 22 are made of an electrically conductive core which is provided on the outside with a layer 50 made of an electrically insulating material. The core is, for example, each formed as an aluminum part, which is manufactured using a sand casting technique. The profile required for the cooling inserts 47 and 48 on the inner wall of the housing 20 can thus be manufactured in a simple manner. A polyamide potting is provided as the outer layer 50. This layer 50 in turn forms the favorable protective insulation. Furthermore, a mixed form, not shown, of the exemplary embodiments according to FIGS. 5 and 7 is possible. The bearing caps 21 and 22 consist of an electrically insulating material, whereas the housing 20 has an electrically conductive core with an electrically insulating outer coating.
Aufgrund der elektrisch isolierten Ausführung des Gehäuses 20 und damit der Maschine 37 oder 49 insgesamt wird insbesondere bei einer wechselrichtergesteuerten Maschine 37 oder 49 ein vollständiger Isolationsschutz nach außen gewährleistet. Die ggf. im Inneren der Maschine 37 oder 49 oder in der Anschlusseinheit 29 für Ausgleichsströme am Stator 3 vorgesehenen Y-Kondensatoren sind aufgrund des vollständigen Isolationsschutzes unproblematisch. Sie können nicht wie bei anderen Maschinen zu einer Verletzung des im elektrischen Anschlussnetz der Maschine 37 oder 49 vorgesehenen Schutzkonzepts führen.Due to the electrically insulated design of the housing 20 and thus of the machine 37 or 49 as a whole, complete insulation protection to the outside is ensured, in particular in the case of an inverter-controlled machine 37 or 49. The Y capacitors that may be provided inside the machine 37 or 49 or in the connection unit 29 for compensating currents on the stator 3 are unproblematic due to the complete insulation protection. Unlike other machines, they cannot lead to a violation of the protection concept provided in the electrical connection network of machine 37 or 49.
Das günstige sowohl kühlende als auch elektrisch isolierende Verhalten wird bei den Maschinen 1, 14, 17, 37 und 49 weitgehend mit besonders geschickt gewählten und zusammengestellten Standardkomponenten und - aufbautechniken erreicht. So sind insbesondere am Statorblechpaket 6, an der Verlegung der elektrischen Leiter 11 in den Nuten 7 und auch am Aufbau der Wicklungsköpfe 38 und 39 keine Änderungen vorzunehmen. Zu ergänzen oder zu modifizieren sind das elektrisch isolierende Spaltrohr 13 oder 18, die Abdichtungen gegenüber den Lagerdeckeln 21 und 22 sowie die speziell ausgeformte Kontur der Innenwand des Gehäuses 20. Der Aufwand hierfür hält sich aber in überschaubaren Grenzen.The favorable cooling as well as electrically insulating behavior is largely achieved with machines 1, 14, 17, 37 and 49 with particularly cleverly chosen and compiled standard components and assembly techniques. In particular, no changes need to be made to the stator laminated core 6, to the laying of the electrical conductors 11 in the grooves 7 and also to the structure of the winding heads 38 and 39. The electrically insulating can 13 or 18, the seals with respect to the bearing caps 21 and 22 and the specially shaped contour of the inner wall of the housing 20 are to be supplemented or modified.
Günstig ist außerdem, dass die zusätzlich benötigten Komponenten, also das Spaltrohr 13 oder 18 und die Abdichtungen gegenüber den Lagerde- ckeln 21 und 22, aufgrund ihres elektrisch isolierenden Verhaltens im Unterschied zu anderen Maschinen auch bei hochfrequenter Ansteuerung der Maschine 1, 14, 17, 37 oder 49 keine zusätzlichen Wirbelstromverluste erzeugen. It is also favorable that the additionally required components, that is the can 13 or 18 and the seals with respect to the bearing end 21 and 22, due to their electrically insulating behavior, in contrast to other machines, do not generate any additional eddy current losses even when the machine 1, 14, 17, 37 or 49 is actuated at high frequency.

Claims

Patentansprüche claims
1. Elektrodynamische Maschine mit a) einem Nuten (7) umfassenden und in einem Gehäuse (20) angeordneten Stator (3) sowie b) einem Spaltrohr (13; 18), das an einer zylinderförmigen Statorinnenwand (12) des Stators (3) anliegt und die Nuten (7) abdichtet, so dass in den Nuten (7) verlaufende Nutströmungskanäle (16) ge- bildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass c) das Spaltrohr (13; 18) elektrisch isolierend ausgebildet ist, d) ein die Nutströmungskanäle (16) umfassender Kühlkreislauf (25) mit einer elektrisch isolierenden Kühlflüssigkeit vorgesehen ist, und e) das Gehäuse (20) zumindest nach außen hin elektrisch isolierend ausgebildet ist.1. Electrodynamic machine with a) a groove (7) and in a housing (20) arranged stator (3) and b) a can (13; 18) which bears against a cylindrical stator inner wall (12) of the stator (3) and seals the grooves (7) so that groove flow channels (16) extending in the grooves (7) are formed, characterized in that c) the can (13; 18) is designed to be electrically insulating, d) the groove flow channels ( 16) comprehensive cooling circuit (25) is provided with an electrically insulating cooling liquid, and e) the housing (20) is designed to be electrically insulating at least from the outside.
2. Elektrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Gehäuse (20) aus einem elektrisch isolierenden Material besteht oder mit einem elektrisch isolierenden Überzug (50) versehen ist.2. Electrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the housing (20) consists of an electrically insulating material or is provided with an electrically insulating coating (50).
3. Elektrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass zu beiden axialen Seiten des Stators (3) Wicklungsköpfe (38, 39) vorgesehen sind und der Kühlkreislauf (25) auch die Wicklungsköpfe (38, 39) erfasst. 3. Electrodynamic machine according to claim 1, characterized in that winding heads (38, 39) are provided on both axial sides of the stator (3) and the cooling circuit (25) also detects the winding heads (38, 39).
4. Elektrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf zwischen dem Gehäuse (20) und einer Statoraußenwand (27) des Stators (3)"gebildete Statorströmungskanäle (47, 48) umfasst.4. Electrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the cooling circuit between the housing (20) and a stator outer wall (27) of the stator (3) " comprises stator flow channels (47, 48).
5. Elektrodynamische Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gehäuseinnenwand des Gehäuses (20) spiralförmige Ausnehmungen aufweist, die nach innen offen sind und in Verbindung mit der Statoraußenwand (27) die Statorströmungskanäle (47, 48) bilden.5. Electrodynamic machine according to claim 4, characterized in that a housing inner wall of the housing (20) has spiral recesses which are open to the inside and in connection with the stator outer wall (27) form the stator flow channels (47, 48).
6. Elektrodynamische Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch isolierende Kühlflüssigkeit ein niedrig viskoses Kälteschalter-Isolieröl ist. 6. Electrodynamic machine according to claim 1, characterized in that the electrically insulating cooling liquid is a low-viscosity cooling switch insulating oil.
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