載流系統(tǒng)以及組裝該載流系統(tǒng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域大致涉及載流系統(tǒng)，并且更具體地，涉及具有便于提高載流容量的至少一個異形母線的載流系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有載流系統(tǒng)一般包括在多個電氣部件之間傳輸電力的一個或更多個實心導電母線。例如，母線可被用于在發(fā)電機與電動機之間傳輸電力。但是，已知的載流系統(tǒng)具有有限的載流容量，至少部分是由于與母線相關(guān)的熱極限。更具體地，承載額定量的電流的已知母線對過熱敏感，可能破壞母線、載流系統(tǒng)和/或聯(lián)接至母線的電氣裝置。
[0003]一般地，母線的載流容量由在構(gòu)造每一個母線中所使用的導電材料的量決定。具體地，當承載相等的電流時，增加母線中的導電材料的量有利于降低母線中的電流密度。降低的電流密度減小了由電阻電流損失引起的溫度升高，并且使得能夠承載額外的電流。但是，比如為銅的導電材料通常較昂貴和/或難以獲取。因此，增加系統(tǒng)的載流容量的已知方法顯著地增加了制造成本。
[0004]在其他的已知載流系統(tǒng)中，通過主動地冷卻母線提高載流容量，例如利用比如為風扇或鼓風機的主動冷卻裝置。主動冷卻裝置使得空氣流過母線，提高了從母線到周圍空氣的對流熱交換。但是，主動冷卻部件具有明顯的缺點。例如，主動冷卻部件一般需要單獨的電源來進行操作、需要非常大的操作空間并且需要連續(xù)的維護以防止母線的過熱。因此，具有主動冷卻部件的載流系統(tǒng)比被動載流系統(tǒng)更加昂貴和制造復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個方面中，提供一種用于在多個電氣裝置之間傳輸電流的載流系統(tǒng)。載流系統(tǒng)包括具有第一軸向端部、第二軸向端部、從第一軸向端部向第二軸向端部延伸的導電桿以及限定在導電桿的至少一部分中的至少一個冷卻特征的母線。載流系統(tǒng)還包括限定構(gòu)造成容納母線的母線通道的殼體，使得殼體至少部分地限制母線。載流系統(tǒng)還包括由至少一個冷卻特征和殼體限定的排氣孔，其中，排氣孔與外界空氣流動連通，以及冷卻特征構(gòu)造成便于來自外界空氣的空氣流過排氣孔。
[0006]在另一方面中，提供一種用于在多個電氣部件之間傳輸電力的母線。母線包括第一軸向端部、第二軸向端部和從第一軸向端部延伸至第二軸向端部的導電桿。柱至少部分地由殼體限制。母線還包括限定在導電桿的至少一部分中的至少一個冷卻特征，至少一個冷卻特征和殼體限定與外界空氣流動連通的排氣孔，至少一個冷卻特征構(gòu)造成便于外界空氣流過排氣孔。
[0007]優(yōu)選地，所述至少一個冷卻特征是凹口、切口、空隙空間和槽中的至少一種。
[0008]優(yōu)選地，所述殼體具有從外界空氣延伸至所述排氣孔的空氣通路，所述空氣通路構(gòu)造成將來自周圍環(huán)境的空氣輸送通過所述至少一個冷卻特征。
[0009]優(yōu)選地，所述空氣通路具有內(nèi)部開口和與所述內(nèi)部開口軸向地間隔開的外部開口，其中，所述內(nèi)部開口位于所述外部開口的垂直上方。
[0010]優(yōu)選地，所述導電桿具有包括頂部區(qū)域、底部區(qū)域和在所述頂部區(qū)域與所述底部區(qū)域之間延伸的基本實心的矩形中心區(qū)域的橫截面輪廓。
[0011]優(yōu)選地，所述頂部區(qū)域包括一對翅片，所述一對翅片以彎曲的方式背離所述中心區(qū)域延伸并且在其之間限定所述至少一個冷卻特征。
[0012]在又一方面中，提供一種組裝用于在多個電氣部件之間傳輸電力的載流系統(tǒng)的方法。該方法包括提供具有第一軸向端部、第二軸向端部、從所述第一軸向端部向所述第二軸向端部延伸的導電桿以及限定在所述導電桿的至少一部分中的至少一個冷卻特征的母線，以及將殼體聯(lián)接至母線的至少一部分，其中，殼體的內(nèi)表面至少部分地限制母線，其中，至少一個冷卻特征和殼體的內(nèi)表面限定排氣孔，以及其中，至少一個冷卻特征構(gòu)造成便于外界空氣流過排氣孔。
[0013]優(yōu)選地，將殼體聯(lián)接至所述母線的至少一部分包括:將具有多個交替的凹部和凸部的第一擋板聯(lián)接至第二擋板；以及將所述母線聯(lián)接至所述多個凹部中的一個的內(nèi)表面。
[0014]優(yōu)選地，將殼體聯(lián)接至所述母線的至少一部分包括將具有從外界空氣延伸至所述排氣孔的空氣通路的殼體聯(lián)接至所述母線的至少一部分。
[0015]優(yōu)選地，將母線定位在母線通道中包括將具有包括頂部區(qū)域、底部區(qū)域和在所述頂部區(qū)域與所述底部區(qū)域之間延伸的基本實心的矩形中心區(qū)域的橫截面輪廓的母線定位在母線通道中。
【附圖說明】
[0016]圖1是用于在多個電氣部件之間傳輸電力過程中使用的示例性載流系統(tǒng)的分解圖。
[0017]圖2是圖1所示的載流系統(tǒng)的軸向截面圖。
[0018]圖3是圖1所示的載流系統(tǒng)的側(cè)視截面圖。
[0019]圖4是用于在多個電氣部件之間傳輸電力的過程中使用的母線的透視圖。
[0020]圖5是圖4中所示的母線的示例性截面輪廓的視圖。
[0021]圖6是圖4中所示母線的第一可替代截面輪廓的視圖。
[0022]圖7是圖4中所示母線的第二可替代截面輪廓的視圖。
[0023]圖8是圖4中所示母線的第三可替代截面輪廓的視圖。
[0024]圖9是圖4中所示母線的第四可替代截面輪廓的視圖。
[0025]圖10是圖4中所示母線的第五可替代截面輪廓的視圖。
【具體實施方式】
[0026]本文中描述的載流系統(tǒng)具有帶有至少一個冷卻特征的異形母線。該冷卻特征便于通過母線增加對流熱交換以及減少用于制造母線的導電材料的量。因此，本文中描述的載流系統(tǒng)具有減少的投資成本。本文中描述的載流系統(tǒng)還具有增大的載流容量。此外，本文中描述的載流系統(tǒng)很少會過熱以及被損壞。
[0027]圖1是在多個電氣裝置(未示出)之間傳輸電流時使用的示例性載流系統(tǒng)10的分解視圖。載流系統(tǒng)10具有構(gòu)造成在多個電氣裝置之間輸送電流的至少一個母線12。母線12包括第一軸向端部14、第二軸向端部16和在第一軸向端部14與第二軸向端部16之間延伸的導電桿18。導電桿18由導電材料制造，例如但不限于銅、鋁、金、鋅、鎳、銀和/或使母線12能夠?qū)㈦娏鲝囊粋€電氣裝置傳輸?shù)搅硪粋€電氣裝置的任何其他材料。在示例性實施例中，母線12還包括從第一軸向端部14到第二軸向端部16限定在導電桿18中的冷卻特征20，即凹口、槽、切口和/或空隙空間?？商娲?，冷卻特征20可以限定在導電桿18的僅一部分中。冷卻特征20便于改善通過母線12的對流熱交換。另外，冷卻特征20便于通過減少在制造用于相同額定電流的母線12中使用的導電材料的量來降低母線12的成本。
[0028]在示例性實施例中，母線12以擠出工藝制造，在擠出工藝過程中，導電材料被迫使通過成型模，使得導電桿18具有與模具相符的基本均勻的橫截面形狀?？商娲兀妇€12可以利用能夠使母線12如在本文中所述的那樣起作用的任何其他工藝制造。母線12被構(gòu)造成傳輸用于任何類型的電力的電流，比如，例如DC(直流)電力、單相AC(交流)電力和/或真正的三相電力。
[0029]在示例性實施例中，母線12相對于地基本垂直地定向，使得冷卻特征20內(nèi)的溫暖的空氣沿著導電桿18朝向第一軸向端部14基本垂直地上升?？商娲?，母線12可以相對于地以任何角度定向，使得溫暖的空氣朝向第一軸向端部14上升。
[0030]載流系統(tǒng)10還包括至少部分地限制母線12的殼體22。更具體地，殼體22包括第一擋板24和聯(lián)接至第一擋板24的第二擋板26。在示例實施例中，第一擋板24和第二擋板26由實心介電材料制造，例如但不限于纖維板(glastic)、玻璃、瓷料、塑料、娃、石英等等?？商娲?，第一擋板24和第二擋板26可以由任何類型的材料制造，只要第一擋板24的內(nèi)表面28和第二擋板26的內(nèi)表面30電絕緣即可。在一個實施例中，第一擋板24具有由多個交替的凹部32和凸部34限定的軸向橫截面輪廓，使得當組裝時殼體22限定構(gòu)造成容納母線12的至少一個母線通道(在圖1未示出)。
[0031]圖2是具有至少一個異形母線12以便于對流熱交換的載流系統(tǒng)10(圖1所示)的橫截面圖。第一擋板24具有多個交替的凹部32和凸部34，使得第一擋板24具有基本波紋狀的橫截面輪廓。在一個實施例中，第一擋板24整體上具有均勻的橫截面輪廓?？商娲?，凹部32和凸部34在整個第一擋板24上可以具有變化的寬度。第二擋板26具有基本矩形的橫截面輪廓并且聯(lián)接至第一擋板24。更具體地，第二擋板26的內(nèi)表面30與第一擋板24的內(nèi)表面28在每個凸部34處聯(lián)接。此外，凹部32在內(nèi)表面28與內(nèi)表面30之間限定多個母線通道36。在示例性實施例中，凹部32和凸部34為基本矩形形狀，使得母線通道36具有基本矩形輪廓?？商娲?，凹部32和凸部34可以具有使得母線通道36能夠如本文中所描述的那樣操作的任何形狀。例如，母線通道36可以具有基本半球形、圓形、梯形或其他成形的輪廓。在