Stator, Verfahren zur Herstellung, Simulation, Computerprogrammprodukt

Die Erfindung betri f ft einen Stator eines elektromechanischen Wandlers , insbesondere einer dynamoelektrischen Maschine , ausgebildet für das Zusammenwirken mit einem Rotor, umfassend : ein Kühlsystem, ein Wicklungssystem mit einer I solierung und einen Kern, umfassend mindestens einen magnetisch leitfähigen Körper, wobei der Stator sich entlang einer Längsachse und bevorzugt um diese Längsachse entlang einer Umfangsrichtung erstreckt , wobei der Kern Ausnehmungen aufweist , in denen Wicklungsstränge des Wicklungssystems zumindest teilweise angeordnet sind, wobei das Kühlsystem für die Durchströmung mittels eines Kühlmediums eingerichtet ist .

Elektromechanische Wandler sind Elektromotoren oder Generatoren, insbesondere dynamoelektrische Maschinen .

Der Kern eines Stators eines elektromechanischen Wandlers muss aufgrund der Verluste , zum Beispiel Eisenverluste, Leiterverluste usw . , gekühlt werden . Für eine ef fi ziente Entwär- mung reicht meist eine Luftkühlung nicht mehr aus , so dass eine Flüssigkeitskühlung, insbesondere Wasserkühlung oder Ölkühlung, vorgesehen wird . In dem Kern sind in der Regel dafür Kühlkanäle des Kühlsystems in dem magnetisch leitfähigen Körper der z . B . dynamoelektrischen Maschine , vorgesehen .

Die DE 24 62 150 oder die EP 0 684 682 Bl zeigen elektromechanische Wandler mit entsprechenden Kühlkanälen in einem Blechschnitt des Kerns . Ein elektromechanischer Wandler mit Kühlung ist ferner auch aus EP 2 568 576 A2 bekannt . Aus WO 2006/ 114970 Al ist ein Übergang eines Ölkanals zwischen zwei Bauteilen bekannt .

Herkömmliche Statoren weisen im Betrieb häufig eine nicht einheitliche Entwärmung auf . Dieses Phänomen ist oft dadurch verursacht , dass sich bei der Durchströmung des Kühlsystems mit dem Kühlmedium Strähnen unterschiedlicher Temperaturen ausprägen und dass die Durchströmung des Kühlsystems derart ungleichmäßig erfolgt , dass größere Mengen des Kühlmediums durch bestimmte Regionen des Kühlsystems strömen und in anderen Regionen des Kühlsystems mit weniger Durchströmung sich dadurch vergleichsweise höhere Temperaturen ausbilden . Diese Ungleichmäßigkeit im Kühlsystem überträgt sich als ungleichmäßige Temperaturverteilung auf den Kern, sodass Werkstof feigenschaften in manchen Regionen des Kerns früher ausgeschöpft sind infolge der höheren thermischen Belastung, als in anderen Regionen . Daneben kommt es an unterschiedlichen Stellen des Kerns häufig auch zu verschiedener Wärmeleistung, sodass der Kern in der Regel keine im Wesentlichen einheitliche Temperatur aufweist .

Aus US 2013/ 193786 Al ist ein elektromechanischer Wandler bekannt , aufweisend einen Stator mit einem Blechpaket , wobei in dem Blechpaket mehrere sich axial erstreckende , parallele Kühlkanäle zwischen Wicklungen angeordnet sind . In axialer Richtung mittig des Blechpakets ist eine Zuströmung zu den Kühlkanälen mit einer Verteilung ausgebildet , so dass die Kühlkanäle von der Zuströmung zu äußeren Enden durchströmt werden . An den äußeren Enden weist j eder Kühlkanal eine Öf fnung auf , wobei die Öf fnung, insbesondere hinsichtl ich der Schwerkraft , derart auf die Position des j eweiligen Kühlkanals in dem Stator angepasst ist , dass in allen Kühlkanälen ein gleichmäßiger Durchfluss erreicht wird . Nachtei lig ist der aus US 2013/ 193786 Al bekannte elektromechanische Wandler aufwändig .

Ausgehend von den Problemen und Nachteilen des Standes der Technik hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gemacht , die Entwärmung des Kerns zu verbessern .

Zur Lösung der Aufgabe , schlägt die Erfindung einen Stator eingangs definierter Art mit den zusätzlichen Merkmalen des Kennzeichens des unabhängigen Anspruchs vor . Im Einzelnen ist vorgesehen, dass das Kühlsystem in dem Körper angeordnete Ka- näle aufweist , die derart ausgebildet sind, dass das Kühlmedium den Körper zumindest abschnittsweise in axialer Richtung durchströmt , wobei das Kühlsystem derart ausgebildet ist , dass das Kühlmedium auf mindestens zwei parallel zueinander geführte Strömungspfade entlang des Kerns aufgeteilt wird, wobei mindestens einer der parallel geführten Strömungspfade mit mindestens einer Blende versehen ist , wobei die Blende Öf fnungen zum Bestimmen von Kühlmediumströmen aufweist oder ausbildet , und wobei die Öf fnungen von dem Kühlmedium, das den j eweiligen parallel geführten Strömungspfad pas siert , durchströmt wird, wobei der Kern mindestens zwei axial nebeneinander angeordnete Körper aufweist , einen ersten Körper und einen zweiten Körper, wobei der erste Körper um einen Axialspalt beabstandet von dem zweiten Körper angeordnet ist , wobei in dem Axialspalt zumindest eine Blende derart angeordnet ist , dass das Kühlmedium durch die Öf fnungen dieser Blende in dem Axialspalt aus verschiedenen parallel geführten Strömungspfaden zusammengeführt wird . Bevorzugt sind die Öf fnungen in den Blenden bzw . die durch die Blende ausgebildeten Öffnungen derart ausgebildet , dass die Anteiligkeit der Aufteilung der Kühlmitteldurchströmung auf die Kanäle während eines Nennbetriebes im Wesentlichen einer Ziel-Anteiligkeit entspricht . Diese Zielanteiligkeit kann, zum Beispiel mittels Simulation, derart bestimmt sein, dass sich eine einheitliche Temperaturverteilung, zumindest eine möglichst gute Annäherung an eine einheitliche Temperaturverteilung ergibt .

Sofern nicht anders angegeben, beziehen sich vorliegend Begri f fe , wie radial , tangential , axial oder Umfangsrichtung auf eine Längsachse des Stators .

Eine Blende ist insbesondere ein flaches Bauteil wie etwa ein Blech, das in einem Strömungspfad als Wandung, Sperre oder Klappe verbaut sein kann . Eine solche Blende versperrt den Strömungspfad dem Grunde nach und gibt dabei nur einen der Öffnung entsprechenden Strömungsquerschnitt zur Durchströmung frei . In einer Aus führungs form weist die Blendung eine Öf fnung auf , wobei die Öf fnung bevorzugt als Durchgangsöffnung, insbesondere als Bohrung oder Kanal in der Blende eingebracht ist . In einer weiteren Aus führungs form bildet die Blende die Öf fnung auf , kann also in verschiedenen Stellungen unterschiedliche Strömungsquerschnitt freigeben . Die Blende ist besonders bevorzugt fest in dem Stator verbaut , so dass die Öf fnung nach der Herstellung des Stators nichtmehr veränderlich ist . Alternativ kann die Blende auch eine veränderliche Öf fnung aufweisen, etwa durch einen verstellbaren Blendenbereich an der Öf fnung oder einen beweglichen Einbau der Blende an sich .

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, dass das Kühlsystem eine Zusammenführung von parallel zueinander geführten Strömungspfaden, insbesondere aller parallel zueinander geführten Strömungspfade , stromabwärts der j eweiligen Aufteilung vorsieht . Die Aufteilungen und Zusammenführungen können j eweils kaskadiert ausgebildet sein . Die Parallel führung von Strömungspfaden ermöglicht eine zielgenauere Kühlung der einzelnen wärmeproduzierenden Komponenten . Grundsätzlich versteht die Erfindung unter dem in diesem Zusammenhang benutzten Begri f f „parallel" nicht die geometrische parallele Anordnung, sondern lediglich eine Aufteilung von einer zunächst gemeinsamen Strömung in zwei Strömungspfade und eine anschließende Wiedervereinigung bzw . Zusammenführung . Diese Aufteilung und Wiedervereinigung bzw . die Parallel führung kann hierbei derart erfolgen, sodass ein aus einer Aufteilung resultierender Strömungspfad nochmals geteilt wird und stromabwärts entweder alle zugleich zusammengeführt werden oder nacheinander . Ein bevorzugtes Aus führungsbeispiel s ieht vor, dass der Kern mehrere Körper aufweist und das Kühlsystem vorsieht , dass eine Aufteilung der Strömung des Kühlmediums auf die einzelnen Körper erfolgt und anschließend diese Aufteilung wiedervereinigt wird . In den Körpern selbst kann eine weitere Aufteilung der Strömungs führung erfolgen .

Im Einzelnen weist der Kern mehrere voneinander getrennte Körper, insbesondere mindestens zwei axial nebeneinander angeordnete Körper , einen ersten Körper und einen zweiten Kör- per, auf . Hierbei ist zweckmäßig der erste Körper um einen Axialspalt beabstandet von dem zweiten Körper angeordnet . Grundsätzlich können die Blenden, die mittels darin angeordneten oder durch sie gebildete Öf fnungen die Durchströmung durch die einzelnen parallel geführten Strömungspfade konfigurieren sollen, an verschiedenen Stellen der paral lelen Führungen angeordnet sein . Besonders zweckmäßig ist eine Anordnung der Blenden im Bereich des Austritts aus der Parallelführung hinein in eine Zusammenführung . Bei einer Konstellation mit einem Axialspalt zwischen zwei Körpern ist es sinnvoll , wenn an dem Axialspalt oder in dem Axialspalt die Blenden derart angeordnet sind, dass das Kühlmedium durch die Öffnungen in oder an den Blenden in dem Axialspalt aus verschiedenen parallel geführten Strömungspfaden zusammengeführt wird .

Bevorzugt sind der Körper oder die Körper des Kerns als Blechpakete ausgebildet .

Wenn die beiden Körper mittels eines Axialspalts voneinander getrennt angeordnet sind, kann es zweckmäßig sein, dass Abstandhalter zwischen den Körpern vorgesehen sind, die eine axiale Annäherung der Körper verhindern . Hierbei können mindestens einige der Abstandshalter als Blenden, Öf fnungen ausbilden oder aufweisen, in den Abstandhaltern zwischen den Körpern ausgebildet sein . Derartige Abstandhalter werden dann derart in oder an den Strömungspfaden angeordnet , insbesondere an in dem Körper angeordneten Kanälen, dass die Öf fnungen mit ihnen j eweils zugeordneten Strömungspfaden zum Bestimmen eines Durchflusses Zusammenwirken . Besonders sinnvoll ist es , wenn zumindest einige der in dem Körper angeordneten Kanäle zunächst in eine Kavität der Abstandhalter stromaufwärts der Öffnungen münden bevor eine Durchströmung der Öf fnungen erfolgt . Beispielsweise ist ein Abstandshalter dazu als hohl zylindrisches Bauteil ausgebildet , wobei of fene , axiale Enden mit Kanälen in den Körpern fluchten und in einer Mantel fläche die Öf fnungen vorgesehen sind . Der Innenraum des Abstandshalters bildet dann die genannte Kavität . Eine gute Kombination von einer Kühlung des Wicklungssystems und der Kühlung der Körper des Kerns ergibt sich, wenn zumindest einige sich axial durch den Kern erstreckende Wicklungsstränge gemeinsam mit angrenzenden Oberflächen der j eweiligen Ausnehmungen in den Körpern die parallel durchströmten Kanäle des Kühlsystems in dem Körper definieren, so dass das Kühlmedium an dem j eweiligen Wicklungsstrang entlang strömt . Hierbei kann das Wicklungssystem zwischen einem Leiter des Wicklungssystems und einer Wandung der Ausnehmung, in der ein Wicklungsstrang angeordnet ist , eine I solierung bzw . Hauptisolierung aufweisen . Zwischen der Hauptisolierung und der Wandung kann zweckmäßig ein Kühlkanal bzw . Kanal des Kühlsystems vorgesehen sein . Hierbei ist es sinnvoll , wenn die Hauptisolierung und/oder das Wicklungssystem selbst bzw . ein Wicklungsstrang eine den Kanal zumindest teilweise bildende Vertiefung in Längsrichtung des Kanals aufweist , wobei die Ausbuchtung als eine Prägung in der I solierung und/oder dem Leitermaterial ausgebildet sein kann . Ein derartig geschaf fener Kanal kann zusammen mit der Wicklung an dem Axialspalt in einer als Abstandshalter ausgebildeten Blende münden, insbesondere in einem Innenbereich eines solchen Abstandshalters .

Bevorzugt ist der j eweilige Wicklungsstrang als Tei l einer Formspule ausgebildet und entweder derart gewickelt , dass sich eine Grundform ergibt , die bereits Anteile eines Kühlkanals aufweist . Alternativ dazu und besonders bevorzugt wird zunächst der Wicklungsstrang als Teil einer Formspule ohne Ausbildung eines Kühlkanals hergestellt und anschließend mit einer I solierung bzw . Hauptisolierung versehen, die mindestens eine Einprägung aufweist , sodass die Einprägung gemeinsam mit einer Nutwandung oder Ausnehmungswandung des j eweiligen Körpers einen Kühlkanal-Abschnitt ergibt . Die Einprägung erstreckt sich bevorzugt in der axialen Richtung länger als die Ausnehmung, in der der Wicklungsstrang liegt , so dass an Enden der Ausnehmung ein Zufluss und/oder ein Abfluss aus dem Kanal ausgebildet wird . Der Wicklungsstrang kann beispiels- weise aus Leiterstäben und/oder Windungen und/oder elektrisch parallel geschalteten Teilleitern bestehen .

Besonders zweckmäßig weist der Stator in dem Bereich, der im betriebs fertigen Zustand an einen Rotor grenzt , ein Spaltrohr auf , das den Stator von dem Rotor - bevorzugt hermetisch - trennt , sodass das Kühlsystem des Stators unabhängig von dem Rotor betrieben werden kann bzw . das Kühlsystem des Stators gegenüber dem Rotor geschlossen ist .

Bei einer Aufspaltung des Kerns in mindestens zwei axial voneinander beabstandete Körper ist es zweckmäßig, wenn die Wicklungsstränge sich axial durch den Kern - den Axialspalt überbrückend - erstrecken . Der Axialspalt kann zweckmäßig durch Abstandhalter gewährleistet werden, wobei der j eweilige Abstandhalter ringförmig, insbesondere als Hohl zylinder, ausgebildet sein kann und j eweils im Bereich des Axial spaltes einen Wicklungsstrang umgeben kann .

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass axial neben dem Kern auf einer ersten Seite ein erster Sammelraum stromaufwärts des Kerns für das Kühlmedium vorgesehen ist . Alternativ oder zusätzlich kann axial neben dem Kern auf einer zweiten Seite ein zweiter Sammelraum stromaufwärts des Kerns für das Kühlmedium vorgesehen sein . Bei der Variante mit zwei Sammelräumen ist eine Aufspaltung bzw . Aufteilung der Kühlmediumströme in dem Kühlsystem vor den beiden Sammelräumen zweckmäßig . In anderen Worten : das Kühlsystem weist eine zwei flutige Aus führung auf , wobei die beiden Strömungspfade der zwei Fluten j eweils einen Sammelraum aufweisen, von dem j eweils besonders bevorzugt eine Aufteilung in zueinander parallele Strömungs führungen des Kühlmediums bevorzugt durch j eweils einen anderen Körper des Kerns erfolgt .

Besonders bevorzugt ist mindestens einer der beiden Sammelräume - bevorzugt sind beide Sammelräume als ringförmige Sammelräume ausgebildet , wobei sich diese Ringform bevorzugt um die Längsachse entlang der Umfangsrichtung erstreckt . Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Wicklungssystem Wickelköpfe aufweist , wobei mindestens ein Wickelkopf in einem Sammelraum zumindest teilweise angeordnet ist , wobei zwischen der Zuströmung und dem Wickelkopf eine als Trennwand ausgebildete Blende in dem Sammelraum angeordnet ist , wobei die Blende bevorzugt mehrere Öf fnungen aufweist . Hierbei sind bevorzugt die Öf fnungen an unterschiedlichen Umfangspositionen und/oder Radialpositionen vorgesehen, und/oder die Öf fnungen können zumindest teilweise unterschiedlich groß sein und/oder unterschiedlich beab- standet angeordnet sein können, und/oder die Öf fnungen sind bevorzugt derart ausgebildet , dass die Umfangsverteilung der Kühlmittel-Durchströmung auf die Öf fnungen während des Nennbetriebes im Wesentlichen einer Ziel-Umfangsverteilung entspricht . Die Öf fnungen in der als Trennwand ausgebi ldeten Blende erfüllen die Funktion der Vergleichmäßigung der Durchströmung oder die Anpassung an eine Ziel-Anteiligkeit oder Ziel-Umfangsverteilung des Kühlmediums . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sehen daher vor, dass die Blenden nach der Erfindung einerseits als Trennwand eines Sammelraums oder Trennwänden mehrerer Sammelräume ausgebildet s ind und andererseits als Blenden in dem Axialspalt zwischen den Körpern, insbesondere in Form von Abstandshaltern .

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Kühlsystem derart ausgebildet ist , dass stromaufwärts der Sammelräume eine erste Aufteilung in mindestens zwei parallel zueinander geführte Strömungspfade vorgesehen ist und die Sammelräume sich in den parallel geführten Strömungspfaden befinden .

Insbesondere , wenn ein hochwertiges Kühlmedium benutzt wird, ist es zweckmäßig, wenn das Kühlmedium entlang eines geschlossenen Kreislaufs geführt wird . Bevorzugt gibt es einen primären Kreislauf des Kühlsystems , der geschlossen ausgebildet ist , dieser kann mittels eines Wärmetauschers von einer anderen Wärmesenke gekühlt werden, z . B . mittels einer Luftkühlung ( sekundäre Kühlung) .

Die Erfindung löst die Aufgabe auch mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines Stators nach der vorhergehenden Beschreibung, umfassend die folgenden Schritte : a) Erzeugung eines Entwurfs des Stators umfassend das Kühlsystem mit Parametern, die die Durchströmung des Kühlsystems mit dem Kühlmedium beeinflussen, b) Festlegung der Ziel-Anteiligkeit der Aufteilung der Kühlmitteldurchströmung auf parallel durchströmte Kanäle durch den Kern während des Nennbetriebes , c ) Bestimmen der Öf fnungen derart , dass die Anteiligkeit der Aufteilung der Kühlmitteldurchströmung auf die Kanäle während des Nennbetriebes im Wesentlichen der Ziel-Anteiligkeit entspricht , d) Fertigung des Stators umfassend Blenden, die die ermittelten Öf fnungen aufweisen .

Derartige elektromechanische Wandler werden häufig bei Windkraftanlagen in der Bauform eines Generators eingesetzt , da sie bei kompakter Bauweise eine hohe Leistungsdichte aufweisen .

Ein bevorzugtes Anwendungs f eld der Erfindung sind Generatoren, insbesondere von Windkraftanlagen, sodass sich die Erfindung auch auf Generatoren oder auf Generatoren von Windkraftanlagen oder auf eine Windkraftanlage mit einem Generator umfassend einen Stator nach der Erfindung bezieht . Ein anderes Anwendungsgebiet der Erfindung sind Asynchronmaschinen, insbesondere Käfigläufermotoren .

Hierbei oder außerdem kann ein computerimplementiertes Verfahren zur Simulation des Betriebs eines Stators gemäß der Erfindung oder des vorgenannten Verfahrens benutzt werden . Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn der im Rahmen des zuvor beschriebenen Verfahrens erzeugte Entwurf eines Stators bzw . einer entsprechenden Gesamtmaschine ( elektromechani scher Wandler ) mittels des computerimplementierten Verfahrens simu- liert wird . Auf diese Weise ist es möglich, die bestmögliche Konfiguration der Öf fnungen an den Blenden heraus zufinden unter Berücksichtigung der sich während der Simulation unter verschiedenen Betriebsbedingungen ergebenden Temperaturverteilung im Kern . Darüber hinaus ist die Möglichkeit der Simulation auch wertvoll , betriebsbegleitend Aussagen über die Temperaturverteilung und mögliche Grenzwertüberschreitungen bzw . Materialbeschädigungen machen zu können und gegebenenfalls zu entscheiden, welches Betriebss zenario tatsächlich umgesetzt werden soll . Diese Simulation kann betriebsbegleitend unterstützen, Wartungsintervalle festzulegen, Lebensdauervorhersagen zu machen und Ersatzteile vorzusehen . In diesem Zusammenhang wird gegenwärtig auch häufig von einem digitalen Zwilling gesprochen .

Dementsprechend bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung eines Verfahrens zur Simulation mittels mindestens eines Computers .

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in der Folge anhand eines prinzipiell dargestellten Aus führungsbeispiels näher erläutert . Es zeigen :

Figur 1 eine schematische Darstellung eines elektromechanischen Wandlers in einem Längsschnitt ,

Figur 2 den Schnitt I I- I I ausgewiesen in Figur 1 ,

Figur 3 perspektivisch schematische Detailansicht von Wicklungssträngen in Nuten des Körpers ,

Figur 4 perspektivisch schematische Detailansicht eines Abstandhalters um einen Wicklungsstrang,

Figur 5 Flussdiagramm eines Verfahrens nach der Erfindung, Figur 6 eine schematische Darstellung einer auf einem Computer ablaufenden Simulation einer Anordnung/eines Verfahrens nach der Erfindung, Computerprogrammprodukt .

Figur 1 zeigt in einer schematischen Längsschnittdarstellung einen als dynamoelektrische Maschine ausgeführten elektrome- chanischen Wandler - hier einen Generator - wobei der Schwerpunkt der Darstellung auf einem Stator STT liegt , der im Wesentlichen zylindrisch in Umfangsrichtung CDR und entlang einer Längsrichtung einer Längsachse RTX einen Rotor ROT umgibt .

Der um die Längsachse RTX rotierbar gelagerte Rotor ROT ist in der Darstellung nur angedeutet . Der für das Zusammenwirken mit dem Rotor ROT ausgebildete Stator STT umfasst ein Kühlsystem CLS , ein Wicklungssystem WDS und einen Kern CRE .

Das Kühlsystem CLS wird von einem Kühlmedium CMD durchströmt . Das Kühlsystem CLS erstreckt sich hierbei ausgehend von einem Wärmetauscher HXC zunächst von einer ersten Aufteilung SPT des Kühlmediums CMD ausgehend zwei flutig zu j eweils einem axialen Ende des Stators STT , wo das Kühlmedium CMD an den axialen Enden des Stators STT j eweils in einen Sammelraum CCV eintritt . Die beiden Körper PMB des Kerns CRE weisen in Längsrichtung angeordnete Kanäle CHN entlang der Wicklungsstränge WWR auf . Das Kühlmedium CMD durchströmt dementsprechend die Körper PMB zumindest abschnittsweise in axialer Richtung . Stromabwärts der Durchströmung der beiden Körper PMB werden die beiden parallel geführten Strömungspfade PPF wieder zusammengeführt .

Das Wicklungssystem WDS umfasst eine I solierung ISO . Der Kern CRE umfasst zwei magnetisch leitfähige Körper PMB, einen ersten Körper PM1 und einen zweiten Körper PM2 , die axial voneinander beanstandet sind . Zwischen den beiden Körpern PM1 , PM2 befindet sich ein Axialspalt AGP . Wicklungsstränge WWR des Wicklungssystem WDS sind zumindest teilweise in Ausnehmungen RZS des Kerns CRE angeordnet (näheres ist hierzu auch der Figur 3 entnehmbar ) . Die Wicklungsstränge WWR erstrecken sich durch die Körper PMB des Kerns CRE - den Axialspalt AGP überbrückend .

Die Zusammenführung der parallelen Strömungspfade PPF des Kühlmediums CMD erfolgt in dem Axialspalt AGP, wobei stromab- wärts des Axialspalts AGP das Kühlmedium CMD wieder dem Wärmetauscher HXC zugeführt wird . Der Wärmetauscher HXC führt die Verlustleistung QPS einer nicht dargestellten Wärmesenke zu . Diese kann zum Beispiel eine sekundäre Luftkühlung sein . Daneben umfasst der Wärmetauscher HXC auch geeignete Mittel , das Kühlmedium CMD in einem geschlossenen Kreislauf zu befördern ( in der Regel wird hier eine Pumpe eingesetzt , da das Kühlmedium CMD bei den anstehenden zu entwärmenden Leistungen in der flüssigen Phase eingesetzt ist ) - es sei denn, es ist ein ausreichender Naturumlauf gewährleistet .

Die Vereinigung aller parallel geführten Strömungspfade PPF in dem Axialspalt AGP erfolgt über Blenden DSE mit Öffnungen THR, wobei die Öf fnungen THR derart ausgebildet sind, dass die Anteiligkeit SHR der Aufteilung SPT der Kühlmitteldurchströmung auf die Kanäle CHN während eines Nennbetriebes im Wesentlichen einer Ziel-Anteiligkeit TSH entspricht .

Die Blenden DSE sind hierbei als Abstandhalter zwischen den Körpern PMB ausgebildet , die eine axiale Annäherung der Körper PMB verhindern . Hierbei weisen die Blenden DSE j eweils Öffnungen THR in den Abstandhaltern zwischen den Körpern PMB auf , wobei die Kanäle CHN in den Körpern PMB in eine Kavität CVT der Abstandhalter stromaufwärts der Öf fnungen THR münden . Das Kühlmedium CMD kühlt sowohl die Körper PMB als auch die einzelnen Wicklungsstränge WWR dadurch, dass die axial durch den Kern CRE sich erstreckenden Wicklungsstränge WWR gemeinsam mit angrenzenden Oberflächen der j eweiligen Ausnehmungen RZS in den Körpern PMB die parallel durchströmten Kanäle CHN des Kühlsystems in dem Körpern PMB definieren, so dass das Kühlmedium CMD an dem j eweiligen Wicklungsstrang WWR und entlang der Körper PMB strömt .

In den von dem Kühlsystem CLS ausgehend betrachtet stromaufwärts der j eweiligen Durchströmung der Körper PMB angeordneten Sammelräumen CCV findet nach der ersten in dem Beispiel in dem Wärmetauscher HXC vorgesehenen Aufteilung eine zweite Aufteilung SPT des Kühlmediums CMD in parallele Strömungspf a- de durch die j eweiligen Körper PM1 , PM2 statt . Dementsprechend ist die Aufteilung in parallele Strömungspfade PPF quasi kaskadiert , sodass sich nach einer ersten Auftei lung SPT die Sammelräume CCV in parallel geführten Strömungspfaden PPF befinden und in den Sammelräumen CCV eine zweite Aufteilung SPT in parallel zu einander geführte Strömungspfade PPF entlang der Kanäle CHN in den Körper PMB erfolgt .

In den Sammelräumen CCV sind Wickelköpfe WDH des Wicklungssystems WDS angeordnet , wobei zwischen einer Zuströmung INL und dem Wickelkopf WDH eine als Trennwand ausgebildete Blende SWL in dem j eweiligen Sammelraum CCV vorgesehen ist, wobei die Blende SWL mehrere Öf fnungen FTO an unterschiedlichen Umfangspositionen aufweist . Die Öf fnungen FTO sind zumindest teilweise unterschiedlich groß ( die Größenunterschiede sind in der schematischen Darstellung nicht wiedergegeben) , sodass die Umfangsverteilung der Kühlmittel-Durchströmung auf die Öffnungen FTO während des Nennbetriebes im Wesentlichen einer Ziel- Umfangsverteilung TCD entspricht . Für die Blende SWL sind unterschiedliche Axialpositionen möglich, wie es in Figur 1 - als Alternativaus führung - ausgewiesen ist . Eine axial weiter außen befindliche Position der Blende SWL weist darüber hinaus beispielhaft ein radial weiter außen angeordnete Öf fnung FTO auf im Verhältnis zu einer axial weiter innen ( die axial weiter innen befindlichen Positionen sind näher an den Körpern PMB angeordnet ) befindlichen alternativen Position der Blende SWL" , die radial weiter innen befindliche Öffnung FTO aufweist . Besonders zweckmäßig sind die Öffnungen FTO einerseits abgestimmt auf die Positionen der Wicklungsköpfe WHD und andererseits abgestimmt sowohl auf die sich in dem Axialspalt AGP befindlichen Blenden DSE als auch auf die Anordnung der Zuströmung INL in dem j eweiligen Sammelraum CCV, derart , dass sich keine großen Temperaturdi f ferenzen während des Betriebs in dem Kern CRE bzw . den Körpern PMB und den Wicklungssystem WDS bilden . Das Ziel ist eine einheitliche ef fi ziente Entwärmung . Besonders zweckmäßig ist die Position der Öf fnungen FTO j eweils auf die Position der Wickelköpfe WDH in den Sammelräumen CCV abgestimmt, so- dass das Kühlmedium durch die Öf fnungen FTO direkt zu den Wickelköpfen WDH strömt . Auf diese Weise wird der Wärmeübergang zwischen dem Kühlmedium CMD und den Wickelköpfen WDH befördert .

Figur 2 zeigt eine als Trennwand ausgebildete Blende SWL beispielhaft in der Ansicht eines in Figur 1 ausgewiesenen Schnitts I I- I I . Die Öf fnungen FTO in der Blende SWL befinden sich hierbei direkt benachbart zu dem Spaltrohr SEP .

Die Figur 3 zeigt eine perspektivisch schematische Detailansicht von Wicklungssträngen WWR angeordnet in als Nuten ausgebildeten Ausnehmungen RZS des Körpers PMB . Die Wicklungsstränge WWR sind mit einer I solierung ISO versehen, wobei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kanäle CHN zur Durchströmung mittels des Kühlmediums CMD des Kühlsystems CRS als Einprägungen in der I solierung ISO vorgesehen s ind . Auf diese Weise verlaufen die Kanäle CHN in axialer Längsrichtung entlang der Wicklungsstränge WWR und entlang einer Oberflächen der Körper PMB, sodass eine einheitliche Entwärmung des Kerns CRE unter Anwendung der erfindungsgemäßen Ziel- Anteiligkeit gewährleistet ist .

Die Figur 4 zeigt eine perspektivisch schematische Detailansicht von als Abstandshalter ausgebildeten Blenden DSE mit Öffnungen THR, die j eweils ringförmig um einzelne Wicklungsstränge WWR in dem Axialspalt AGP angeordnet sind . Die in dem Körper PMB angeordneten Kanäle CHN münden hierbei j eweils in eine von der Ringform der Blenden DSE und der angrenzenden Körperwandungen begrenzte Kavität stromaufwärts der Öffnungen THR . Dementsprechend weisen die Blenden DSE eine Doppelfunktion auf ; sie beeinflussen durch die Dimensionierung der einzelnen Öf fnungen THR die Anteiligkeit der Durchströmung der parallel geführten Kanäle CHN durch die j eweiligen Körper PMB und halten die Körper PMB zueinander auf einem bestimmten Axialabstand . Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm eins Verfahrens zur Herstellung eines Stators STT umfassend die folgenden Schritte : a ) Erzeugung eines Entwurfs des Stators STT umfassend das Kühlsystem CLS mit Parametern, die die Durchströmung des Kühlsystems CLS mit dem Kühlmedium CMD beeinflussen, b) Festlegung der Ziel-Anteiligkeit TSR der Aufteilung SPT der Kühlmitteldurchströmung auf parallel durchströmte Kanäle CHN durch den Kern CRE während des Nennbetriebes , c) Bestimmen der Öf fnungen THR, FTO derart , dass die Antei- ligkeit der Aufteilung SPT der Kühlmitteldurchströmung auf die Kanäle CHN während des Nennbetriebes im Wesentl ichen der Ziel-Anteiligkeit TSR entspricht , d) Fertigung des Stators STT umfassend Blenden DSE , SWL, die die ermittelten Öf fnungen THR, FTO aufweisen .

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer auf einem Computer CMP - hier auf mehreren Computern CMP eines Netzwerks WWB umfassend eine Cloud CLD - ablaufenden Simulation S IM einer Anordnung/eines Verfahrens nach der Erfindung . Die auf den Computern CMP installierte Software ist ein Computer-Programmprodukt CPP, das bei Aus führung auf mindestens einem Computer CMP dem Benutzer mittels Schnittstel len Bildschirm, Tastatur eine Einflussnahme bzw . Konfiguration und einen Erkenntnisgewinn auf Basis der ausgeführten S imulation S IM ermöglicht , sodass insbesondere technische Gestaltungsentscheidungen mittels der Simulation unterstützt und veri fi ziert werden können .

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt . Variationen hiervon können vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert wird, zu verlassen .