CN101136569A - 电动车载全密闭式开关磁阻电机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动车载全密闭式开关磁阻电机，包括密封机壳、定子、转子、内、外部风冷散热机构及电机防水结构，其特点是散热机构能使定子绕组获得内外同时风冷的双重散热，解决定子绕组散热不畅的问题。另外在电机端盖口、轴端、接线口等处加设了专用密封装置，达到良好的电机防水目的。本发明电动车载全密闭式开关磁阻电机转矩大、动态性能好、高效节能、噪声低、密闭可靠。该技术可有效控制电机高速运转时的温升，特别能控制定子绕组端部的温升。能有效防水，保证雨天或路面积水的情况下，电机安全运行，从而提高电机工作效率和电机的安全性能及防护等级，延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及电动车电机技术，具体地讲是一种电动车载全密闭式开关磁阻电机。这是一种驱动动力强劲、散热性能好、有较好的防水性能的车载驱动电机。该驱动电机在高速运转时，散热系统可以有效控制温升，特别是开关磁阻驱动电机定子绕组端部的温升。
背景技术
目前作为电动汽车驱动的电机类型有异步电动机、永磁无刷电机和开关磁阻电机。异步电动机转矩波动较小，但效率较低，特别在低速阶段；永磁无刷电机效率较高，但制造工艺复杂，有退磁问题，可靠性不高，因此也不理想；开关磁阻电机具有结构坚固、可靠性高，全工作范围内效率高，低启动电流和高启动转矩的优点，这些都是其它类型的电机不可比拟的。
作为车载开关磁阻电机目前存在两个问题，其一是电机防水，其二是电机散热。电动汽车如果采用前轮驱动模式，驱动电机放置于车体的前端，电机位于传动轴处，在车体的下方，雨天电动车辆行进过程中，如果路面有积水易造成故障，需采取措施做防水处理，提高电机的防护等级。另外，如果驱动电机的散热筋平行于汽车车轮的轴向，汽车行驶过程中风向是沿车体从前向后，垂直于电机的轴向，即风沿电机的径向运动，造成电机的散热不均匀。如果电机机座上的散热筋是沿电机轴向的，电机前向的散热肋片受风效果较好，但却影响了其后面的散热筋的受风量，同样造成了电机的散热不均匀。实验表明，如果完全采用汽车行驶时，相对空气运动形成的风阻对电机散热，当电动汽车停止运行后，电机的散热完全靠传导和辐射进行散热，散热效率低，极易造成电机的温度上升得比较高，影响驱动电机的工作效率和使用寿命。开关磁阻电机有其特殊的结构构造——绕组集中，因此常存在定子绕组尤其是其端部散热不好的问题，由此带来的缺陷是随着转速的增高或电机的长时间运行会造成较大的温升，会降低电机的工作效率，并且长时间运行会使定子绕组绝缘老化，降低使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种电动车载全密闭式开关磁阻电机，该技术可以解决车载开关磁阻电机的散热和防水问题。
本发明的技术方案如下：
电动车载全密闭式开关磁阻电机风冷散热设计：
在开关磁阻电机后面，设有面向车辆前方的挡风板。
在密封机壳的内侧表面上，布设有散热腔及机壳导热管。
定子绕组端部按定子齿形设计。
在定子绕组前、后端设有由A、B型导热楔固定的、并与冷风管道和机壳导热管连接的冷风环管。
A型导热楔呈有固定底面的挂钩状，固定底面插入定子绕组与定子齿端部的缝隙中，上端钩挂在冷风环管上。B型导热楔呈有固定底面的两翼挂钩状，固定底面插入定子绕组与定子齿端部的缝隙中，上端两翼钩拢冷风环管终端。
电动车载全密闭式开关磁阻电机防水结构设计：
在电机端盖的盖口、转子的两个轴端、电机接线盒周边及进线口、进出水端口、密闭式位置传感器处均设有密封垫、密封环、防水圈，转子设有密封填充料。
本发明为开关磁阻电机提供的特殊散热设计，可使电机获得内、外风冷的双重散热效果。在密封机壳内侧表面布设散热腔和包裹定子绕组的机壳导热管，散热腔内的流动气体和机壳导热管中的强制冷风可对定子绕组进行散热。
导热楔将绕组端部内侧的热量传至冷风环管，实现定子绕组前、后端部散热，从而解决了定子绕组散热不畅的问题。由于定子绕组端部按定子齿形设计，端部绕组较短，所以节约铜材。挡风板的作用是使进入车辆的自然风产生循环，使自然风可以沿挡风板对电机冷却，扩大风冷面积，在电机机壳前方获得散热的同时，也可使机壳后方获得散热，迅速驱散电机上的热量。所以，本发明散热结构可有效降低开关磁阻电机定子绕组及绕组端部的温升，冷却均匀，提高冷却效率。另外本发明电机的防水结构可有效达到电机防水的目的。
本发明电动车载全密闭式开关磁阻电机转矩大、动态性能好、高效节能、噪声低、密闭可靠，该技术可以有效控制电机高速运转时的温升，特别能控制定子绕组端部的温升。能有效防水，保证雨天或路面积水的情况下，电机安全运行，从而提高电机工作效率和电机的安全性能及防护等级，延长其使用寿命。
附图说明
图1为开关磁阻电机示意图；
图2为开关磁阻电机示意图；
图3为开关磁阻电机右视图；
图4为开关磁阻电机左视图；
图5为开关磁阻电机俯视图；
图6为A-A剖视图(左视)；
图7为B-B剖视图(左视)；
图8为C-C剖视图(左视)；
图9为D-D剖视图(左视)；
图10为定子端冷却示意图；
图11为A型导热楔左视图；
图12为A型导热楔正视图；
图13为A型导热楔俯视图；
图14为A型导热楔立体安装示意图；
图15为B型导热楔俯视图；
图16为B型导热楔正视图；
图17为B型导热楔立体安装示意图；
图18机壳导热管风道走向示意图；
图19定子端部散热整体示意图。
具体实施方式
下面根据附图1-19进行说明：
电动车载全密闭式开关磁阻电机包括前端盖1、后端盖2、接口(3、7、23和24)、冷风环管4和6、机壳导热管5、电机接线盒8、密封机壳9、B型导热楔10、定子绕组11、转子12、定子13、A型导热楔14、挡风板15、防水胶垫及密封圈16、冷风管道17和18、密闭式位置传感器19、转子密封填充料20、防水圈21和机座22。
电动车载全密闭式开关磁阻电机风冷散热设计：
在开关磁阻电机后面，设有面向车辆前方的弧面型挡风板15。
在铝质密封机壳9的内侧表面上，布设有螺旋状散热腔及机壳导热管5。
定子绕组端部11按定子齿形设计。
在定子绕组11前端设有由A、B型导热楔14、10固定的、并与冷风管道18及机壳导热管5连接的冷风环管4。在定子绕组11后端设有由A、B型导热楔14、10固定的、并与冷风管道17及机壳导热管5连接的冷风环管6。
A型导热楔14呈有弧形固定底面的挂钩状，弧形固定底面插入定子绕组11与定子13齿端部的缝隙中，上端钩挂在冷风环管4、6上。B型导热楔10呈有弧形固定底面的两翼挂钩状，弧形固定底面插入定子绕组11与定子13齿端部的缝隙中，上端两翼钩拢冷风环管4、6的终端。这样，A、B型导热楔在起固定作用的同时，也将热量传至冷风环管4和6上，实现散热。
冷风首先经过冷风管道18和冷风环管4，之后进入机壳导热管5，再进入定子绕组11后端的冷风环管6，通过冷风管道17将电机热量排出。 (该热能在冬季可以引入到车厢中供暖。)。
电动车载全密闭式开关磁阻电机防水结构设计：在电机端盖1和2的盖口、转子12的两个轴端、电机接线盒8周边及进线口、进出水端口、密闭式位置传感器19处均设有密封垫及密封圈16、防水圈21，转子12设有密封填充料20。
以30千瓦12/8极的开关磁阻电机为例：当电机以40千米的平均速度运行，假设导气管的开口径分别为0.30米和0.2米，假设排出的气体比进入时升高0.1度，根据传统公式J＝空气的比热×质量×温度变化，可以得出它们共能带走大约72KJ的热量。
Claims (2)
1.一种电动车载全密闭式开关磁阻电机，其特征在于它包括前端盖(1)、后端盖(2)、接口(3、7、23和24)、冷风环管(4、6)、机壳导热管(5)、电机接线盒(8)、密封机壳(9)、B型导热楔(10)、定子绕组(11)、转子(12)、定子(13)、A型导热楔(14)、挡风板(15)、防水胶垫及密封圈(16)、冷风管道(17、18)、密闭式位置传感器(19)、转子密封填充料(20)、防水圈(21)和机座(22)；
电动车载全密闭式开关磁阻电机风冷散热设计：
在开关磁阻电机后面，设有面向车辆前方的挡风板(15)；
在密封机壳(9)的内侧表面上，布设有散热腔及机壳导热管(5)；
定子绕组(11)端部按定子齿形设计；
在定子绕组(11)前端设有由A、B型导热楔(14、10)固定的、并与冷风管道(18)和机壳导热管(5)连接的冷风环管(4)；在定子绕组(11)后端设有由A、B型导热楔(14、10)固定的、并与冷风管道(17)和机壳导热管(5)连接的冷风环管(6)；
A型导热楔(14)呈有固定底面的挂钩状，固定底面插入定子绕组(11)与定子(13)齿端部的缝隙中，上端钩挂在冷风环管(4、6)上；B型导热楔(10)呈有固定底面的两翼挂钩状，固定底面插入定子绕组(11)与定(13)子齿端部的缝隙中，上端两翼钩拢冷风环管(4、6)终端。
2.根据权利要求1所述的一种电动车载全密闭式开关磁阻电机，其特征在于该电机采用防水结构设计：
在电机端盖(1)和(2)的盖口、转子(12)的两个轴端、电机接线盒(8)周边及进线口、进出水端口、密闭式位置传感器(19)处均设有密封垫及密封圈(16)、防水圈(21)，转子(12)设有密封填充料(20)。
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