CN101494407B - 一种全蒸发冷却感应推进电动机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全蒸发冷却感应推进电动机，它包括定子、转子、旋转密封、冷却系统、底座及轴承；所述定子安装在机座内；机座为一个整体圆筒形，外侧焊接若干筋板，上方有可同时通过气体和液体的孔，斜下方上有冷却系统的安装空间，上方和左右两侧各有用作与冷凝器和两个端盖密封联接的密封槽，内侧与定子铁心过盈配合，并且在径向装配有销钉。本发明优点在于：电动机的定子铁心和绕组线部分浸泡在液体冷却介质中、绕组端部和转子靠液体冷却介质喷淋冷却方式，从而大幅度提高电动机散热能力，可实现高电磁负荷设计，电动机的转矩密度和气隙剪应力进一步提高，同时也使整个电动机的振动和噪声得到降低。

Description

一种全蒸发冷却感应推进电动机

技术领域

本发明涉及一种全蒸发冷却感应推进电动机，属于电动机技术领域，特别适于用作大功率推进电动机。

背景技术

在已有技术中，电动机的冷却方式有空气冷却、氢气冷却、水内冷、油外冷却和空气-蒸发冷却混合冷却等方式。采用空气冷却的电动机结构简单，成本较低，但其冷却效果较差，并且还会带来空气振动和噪声问题；氢-水内冷适用于尺寸较大的定子线圈，而且需要一套占用空间较大的控制设备；在采用空-油、空-蒸发混合冷却的电动机中，结构复杂，需要两套冷却系统。作为船舶用的推进电动机力求小空间、小体积，高转矩密度，高质量的声学指标。设计中为提高材料的利用率，电磁负荷的较高选取不可避免，因此对于大功率的推进电动机，上述冷却方式不能更好、全面地满足要求。

发明内容

本发明的目的在于，克服上述已有技术的不足，提供一种新的全蒸发冷却电动机。该电动机的定子铁心和绕组线部分浸泡在液体冷却介质中、绕组端部和转子靠液体冷却介质喷淋冷却方式，从而大幅度提高电动机散热能力，可实现高电磁负荷设计，电动机的转矩密度和气隙剪应力进一步提高，同时也使整个电动机的振动和噪声得到降低。

本发明的技术方案是：一种全蒸发冷却感应推进电动机，它包括定子、转子、旋转密封、冷却系统、底座及轴承；所述定子安装在机座内；机座为一个整体圆筒形，外侧有若干筋板，上方有可同时通过气体和液体的孔，斜下方上有冷却系统的安装空间，上方和左右两侧各有用作与冷凝器和两个端盖密封联接的密封槽，内侧与定子铁心过盈配合，并且在径向装配有销钉。

在上述技术方案基础上具有附加技术特征的更进一步的技术方案是：

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，定子其铁心包括定位拉杆、拉紧纵筋、过盈环筋、齿压板；铁心分成若干段，由通液槽板支撑，靠近铁心内圆的通液口安装绝缘堵块；在铁心与机座内圆之间的间隙处安装冷却介质液体注入管路。

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，所述的铁心与机座间隙为20-30毫米。

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，转子其转轴与套筒过盈配合，套筒上焊接板凳型支架，转子其铁心与板凳型支架过盈配合，靠板凳型支架与铁心内侧之间有对开斜键。

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其定子和转子通过一种有非接触型分瓣磁脂的旋转密封进行密封，该旋转密封所密封的是定子中的汽-液两相冷却介质。

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其冷却系统分为内外两部分：外部冷却组件包括磁力泵、过滤器、流量表、压力表；内部冷却组件包括喷淋环；同时外设冷却介质维修储藏灌。

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其机座和轴承同时安装在底座上，该底座上开设纵向和横向安装维修孔，轴承为滑动轴承。

所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其定子出线盒设置在电动机非驱动端的端盖上，定子绕组本线直接联接在密封接线柱上。

本发明具有显著的技术效果：

1、由于本电动机特殊的结构设计，保证了定子和转子发出的全部热量都以蒸发冷却的型式进行冷却。以往大型电动机的冷却方式，无论是空冷、氢冷还是液冷，从吸热的原理来说，都是利用流体本身的温度升高吸收单位时间发热量。而蒸发冷却则是利用冷却介质液体汽化吸热的原理来冷却电动机的，其汽化热大，所需流量小，温差小。

2、电动机采用蒸发冷却方式，就避免了采用空冷方式所带来的空气动力噪声，以及叶轮不平衡所带来的振动。由于电动机转子有效部分被均匀冷却，避免了转子的热不平衡，从而避免了轴的热弯曲，大大降低转子的不平衡，同时减小了电动机的振动。

3、定子和转子的全蒸发冷却方式，避免了空气-蒸发混合冷却方式系统设计复杂性，提高了电动机整体的可靠性。

4、在绝缘结构相同的条件下，电动机的线负荷和气隙磁密的选择可以更高，比值更适当，电动机的某些参数和性能可得到进一步的改善，电动机的利用系数更高。

5、出线盒设置在端盖上，接线柱在轴向直接由本线联接，减小了出线环节，提高了可靠性。外围辅助循环冷却系统、小集液箱设置在定子机座底脚下，使整个电动机的结构更加紧凑，同时提高了电动机的抗冲击性。

总之，本全蒸发冷却感应推进电动机的发明与以往的电动机设计相比，冷却能力大幅提高；电动机内部的发热体被更加均匀的冷却；电动机整体振动和噪声下降；电动机的可靠性能得以提高；电动机的利用系数更高；性能得到进一步的改善；总体结构更紧凑、重量减小、电动机的转矩密度和气隙剪应力大幅提高。

附图说明

图1为本发明一种全蒸发冷却感应推进电动机结构示意图；

图2为本发明定子机座结构示意图；

图3为本发明定子铁心结构示意图；

图4为本发明转子结构示意图；

图5为本发明冷却系统储液灌示意图；

图中：1-定子，1.1-机座，1.11-齿压板，1.2-孔，1.3-观察窗，1.4-安装空间，1.5-密封槽，1.6-销钉，1.7-定位拉杆，1.8-拉紧纵筋，1.9-过盈环筋，2-转子，2.1-板凳型支架，2.2-斜键，3-旋转密封，4.1-外部冷却组件，4.2-内部冷却组件，4.3-维修储藏灌，5-底座，6-轴承，7-出线盒，8-密封接线柱。

具体实施方式

结合附图和实施例对本发明作进一步说明如下：

一种全蒸发冷却感应推进电动机，它有定子1、转子2、旋转密封3、冷却系统、底座5及轴承6；所述定子1安装在机座1.1内；机座1.1由钢板卷制成为一个整体圆筒形，外侧焊接若干筋板，一般为6至8个筋板，上方有可同时通过气体和液体的孔1.2，机座的两侧还设置可维修用的观察窗1.3，斜下方上有冷却系统的安装空间1.4，上方和左右两侧各有两道用作与冷凝器和两个端盖密封联接的密封槽1.5，内侧与定子1铁心过盈配合，并且在径向装配有销钉1.6，冷却介质液体灌装在机座1.1内，冷却介质可以是氟里昂液体或其它沸点较低且不腐蚀电机内部其他部件的液体。定子1其铁心包括定位拉杆1.7、拉紧纵筋1.8、过盈环筋1.9、齿压板1.11；铁心分成若干段，由通液槽板支撑，靠近铁心内圆的通液口安装绝缘堵块；在铁心与机座1.1内圆之间的间隙处安装冷却介质液体注入管路。铁心与机座1.1间隙为25毫米，也可以选为20毫米，或30毫米。转子2其转轴与套筒过盈配合，套筒上焊接板凳型支架2.1，转子2铁心与板凳型支架2.1过盈配合，靠板凳型支架2.1与铁心内侧之间有对开斜键2.2。定子1和转子2通过一种有非接触型分瓣磁脂的旋转密封3进行密封，非接触型分瓣磁脂可以是Fe₃O₄粉末与一般润滑脂的混合物，该旋转密封3所密封的是定子1中的汽-液两相冷却介质。冷却系统分为内外两部分：外部冷却组件4.1包括磁力泵、过滤器、流量表、压力表；内部冷却组件4.2包括喷淋环；同时外设冷却介质维修储藏灌4.3。机座1.1和轴承6同时安装在底座5上，该底座5上开设纵向和横向安装维修孔，轴承6为滑动轴承。定子1出线盒7设置在电动机非驱动端的端盖上，定子1绕组本线直接联接在密封接线柱8上。

Claims (5)

1.一种全蒸发冷却感应推进电动机，其特征在于，它包括定子(1)、转子(2)、旋转密封(3)、冷却系统、底座(5)及轴承(6)；所述定子(1)安装在机座(1.1)内；机座(1.1)为一个整体圆筒形，外侧有若干筋板，上方有可同时通过气体和液体的孔(1.2)，斜下方上有冷却系统的安装空间(1.4)，上方和左右两侧各有用作与冷凝器和两个端盖密封联接的密封槽(1.5)，内侧与定子(1)铁心过盈配合，并且在径向装配有销钉(1.6)；所述的定子(1)其铁心包括定位拉杆(1.7)、拉紧纵筋(1.8)、过盈环筋(1.9)、齿压板(1.11)；铁心分成若干段，由通液槽板支撑，靠近铁心内圆的通液口安装绝缘堵块；在铁心与机座(1.1)内圆之间的间隙处安装冷却介质液体注入管路。

2.按权利要求1所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其特征在于，所述的铁心与机座(1.1)间隙为20-30毫米。

3.按权利要求1所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其特征在于，所述的转子(2)其转轴与套筒过盈配合，套筒上焊接板凳型支架(2.1)，转子(2)其铁心与板凳型支架(2.1)过盈配合，靠板凳型支架(2.1)与铁心内侧之间有对开斜键(2.2)。

4.按权利要求1所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其特征在于，定子(1)和转子(2)通过一种有非接触型分瓣磁脂的旋转密封(3)进行密封，该旋转密封(3)所密封的是定子(1)中的汽一液两相冷却介质。

5.按权利要求1所述的全蒸发冷却感应推进电动机，其特征在于，所述的冷却系统分为内外两部分：外部冷却组件(4.1)包括磁力泵、过滤器、流量表、压力表；内部冷却组件(4.2)包括喷淋环；同时外设冷却介质维修储藏灌(4.3)。

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