CN101546941B - 一种蒸发冷却推进电动机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种蒸发冷却推进电动机，属于电动机技术领域，特别适于用作大功率、大扭矩、低转速推进电动机。它包括机座、定子、转子及冷却系统；所述的冷却系统包括定子铁心及绕组直线部分冷却回路；转子及定子绕组冷却循化回路；冷却介质液体循环回路；冷却介质汽-液两相回路。本发明优点在于，电机内部热量全部靠冷却介质的汽化潜热带走，电机蒸发冷却回路不仅具有水、氢和空气冷却的所有优点，而且杜绝了水冷的腐蚀性、氢冷可能导致的氢爆事故、空冷的不均匀性，从而电机的综合性能得到大幅改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发冷却推进电动机，属于电动机技术领域，特别适于用作大功率、大扭矩、低转速推进电动机。
背景技术
在已有技术中，电机型式多种多样，其冷却方式也是不同的，但从吸热的角度来说有两种原理，一种是利用冷却介质流体本身的温度升高吸收单位时间发热量来冷却电机的，另外一种是利用冷却介质汽化吸热的原理来冷却电机的。单位质量冷却介质的汽化潜热是其单纯的温度提高所带走热量的几十倍到几百倍。因此，为了提高冷却效果，蒸发冷却技术已被采用到电机的冷却中，但是仅仅是定子部分，而其转子部分还得采用其他型式诸如空气冷却方法，所以电机结构复杂，冷却不均匀，电机的性能难以得到进一步的提高。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述已有技术的不足，提供一种新的推进电动机，该电动机无论是定子，还是转子全部采用蒸发冷却原理，电机内部热量全部靠冷却介质的汽化潜热带走。本电机蒸发冷却回路不仅具有水、氢和空气冷却的所有优点，而且杜绝了水冷的腐蚀性、氢冷可能导致的氢爆事故、空冷的不均匀性，从而电机的综合性能得到大幅改善。
本发明的技术方案是：一种蒸发冷却推进电动机，它包括机座、定子、转子及冷却系统：所述的冷却系统包括定子铁心及绕组直线部分冷却回路；转子及定子绕组冷却循化回路：冷却介质液体循环回路；冷却介质汽-液两相回路。
在上述技术方案基础上具有附加技术特征的更进一步详细的技术方案是：
所述的蒸发冷却推进电动机，其定子铁心及绕组直线部分冷却回路包括一个用于阻止冷却介质液体通过的整体实心结构的实心齿压板，一个用于当液体注满高出绕组时能溢出的为空心齿压板结构的空心齿压板：定子铁心上有通液槽板，堵液块，环向筋。
所述的蒸发冷却推进电动机，其实心齿压板位于绕组水平面下方：空心齿压板)位于绕组水平面上方；通液槽板在定子铁心各段之间，为通孔；堵液块在通液槽板端部靠近定子铁心内圆处：环向筋焊接在定子铁心背部，在周向并沿电机轴向开设有通孔。
所述的蒸发冷却推进电动机，其转子及定子绕组冷却循化回路包括有：喷淋管，喷嘴，限流堵块。
所述的蒸发冷却推进电动机，其喷淋管在机座圆筒内侧，靠近电枢绕组端部外侧：喷淋管在转子外侧，定子绕组内侧：喷嘴安装在喷淋管上，为能调整方向的喷嘴：开有若干缝隙小孔的限流堵块在定子铁心段之间。
所述的蒸发冷却推进电动机，其冷却介质液体循环回路组成结构包括有一个用于冷却介质液体的循环泵，过滤器，绕组直线部分灌注管路，集液箱；还有定子铁心及绕组直线部分冷却回路的冷却介质输入管路；转子及定子绕组冷却循化回路的压力介质输入管路。
所述的蒸发冷却推进电动机，其循环泵、过滤器、安保系统、灌注管路及自动切换阀门设置安装在整个机座垂直投影的范围内：集液箱在机座下部与定子内腔直接相连通。
所述的蒸发冷却推进电动机，其冷却介质汽-液两相回路包括有冷凝器和能同时通过汽-液两相介质的机座圆筒；该冷凝器和机座圆筒安装在机座上方。
本发明具有显著的技术效果：
1、电机的定子和转子的发热部分直接与冷却介质液体直接接触，热量全部由汽化潜热带走，冷却能力大幅增强。
2、转子冷却的均匀性较无论是径向、轴向还是混合空气冷却都得到提高，减小了由于散热不均匀而引起的动不平衡，从而大幅减小电机低频振动。
3、本发明实现电机定子和转子蒸发冷却的统一，避免了空气-蒸发混合冷却系统给电机设计带来的复杂性；避免了空冷所带来的空气动力噪声叶轮的振动。
4、按本发明技术方案制造的低速推进电机，结构更加紧凑，电机电磁负荷、热负荷设计得更高，电位体积和质量输出扭矩更大。
总之，本蒸发冷却电动机得发明，与以往得空气-蒸发混合冷却电机相比，电动机内各个发热体散热更加均匀，电机的声学性能、电磁性能多得到改善，同等转速下，输出功率更大，具有重要的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明一种蒸发冷却推进电动机的整体结构示意图；
图2为定子铁心空心齿压板和实心齿压板位置及结构示意图；
图3为堵液块结构及位置示意图；
图4.1为通液槽板主视图；
图4.2为图4.1横断面图；
图5为环向筋结构示意图；
图6为喷淋环路示意图：
图7.1为喷淋环上有三个喷嘴的示意图；
图7.2为喷淋环上有两个喷嘴的示意图；
图8为定子正上方限流堵液块结构示意图；
图9为液体循环回路示意图：
图10为气液两项循环回路示意图。
图中：1-机座，2-定子，3-转子，4-冷却系统，5-定子铁心及绕组直线部分冷却回路，5.1-空心齿压板，5.2-实心齿压板，5.3-通液槽板，5.4-堵液块，5.5-环向筋，6-转子及定子绕组冷却循化回路，6.1、6.2-喷淋管，6.3-喷嘴，6.4-限流堵液块，7-冷却介质液体循环回路，7.1-循环泵，7.2-过滤器，7.3-灌注管路，7.4-集液箱，8-冷却介质汽-液两相回路，8.1-冷凝器，8.2-机座圆筒，9-定子冲片，10-槽楔，11-上升的汽化汽体，12-下降的冷却液体。
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：
如图1-10所示：本发明的一种蒸发冷却推进电动机，它有一个机座1、定子2、转子3及冷却系统4；所述的冷却系统包括定子铁心及绕组直线部分冷却回路5：转子及定子绕组冷却循化回路6：冷却介质液体循环回路7；冷却介质汽-液两相回路8。定子铁心及绕组直线部分冷却回路5有一个用于阻止冷却介质液体通过的整体实心结构的实心齿压板5.2，一个用于当液体注满高出绕组时能溢出的为空心齿压板结构的空心齿压板5.1：定子铁心上有通液槽板5.3，堵液块5.4，环向筋5.5。实心齿压板5.2位于绕组水平面下方：空心齿压板5.1位于绕组水平面上方；通液槽板5.3在定子铁心各段之间，为通孔；堵液块5.4在通液槽板5.3端部靠近定子铁心内圆处：环向筋5.5焊接在定子铁心背部，在周向并沿电机轴向开设有通孔。转子及定子绕组冷却循化回路6有：喷淋管6.1、6.2，喷嘴6.3，限流堵块6.4。喷淋管6.1在机座圆筒内侧，靠近电枢绕组端部外侧；喷淋管6.2在转子外侧，定子绕组内侧；喷嘴6.3安装在喷淋管上，为能调整方向的大角度喷嘴；开有若干缝隙小孔的限流堵块6.4在定子铁心段之间。所述的冷却介质液体循环回路7组成结构包括有一个用于冷却介质液体的循环泵7.1，过滤器7.2，绕组直线部分灌注管路7.3，集液箱7.4；还有定子铁心及绕组直线部分冷却回路5的冷却介质输入管路；转子及定子绕组冷却循化回路6的压力介质输入管路。所述的循环泵7.1、过滤器7.2、安保系统、灌注管路7.3及自动切换阀门设置安装在整个机座垂直投影的范围内；集液箱7.4有多个，为小型，在机座下部与定子内腔直接相连通。所述的冷却介质汽-液两相回路8包括有冷凝器8.1和能同时通过汽-液两相介质的机座圆筒8.2；该冷凝器8.1和机座圆筒8.2安装在机座1上方。图10为气液两项循环回路示意图，图中11是上升的汽化汽体，12是下降的冷却液体。
Claims (5)
1.一种蒸发冷却推进电动机，其特征在于，它包括机座(1)、定子(2)、转子(3)及冷却系统(4)；所述的冷却系统包括定子铁心及绕组直线部分冷却回路(5)；转子及定子绕组冷却循化回路(6)；冷却介质液体循环回路(7)；冷却介质汽一液两相回路(8)；所述的定子铁心及绕组直线部分冷却回路(5)包括一个用于阻止冷却介质液体通过的整体实心结构的实心齿压板(5.2)，一个用于当液体注满高出绕组时能溢出的为空心齿压板结构的空心齿压板(5.1)；定子铁心上有通液槽板(5.3)，堵液块(5.4)，环向筋(5.5)；所述的转子及定子绕组冷却循化回路(6)包括有：喷淋管1(6.1)和喷淋管2(6.2)，喷嘴(6.3)，限流堵块(6.4)；所述的喷淋管1(6.1)在机座圆筒内侧，靠近电枢绕组端部外侧；喷淋管2(6.2)在转子外侧，定子绕组内侧；在喷淋管1及喷淋管2上安装有能调整方向的喷嘴；开有若干缝隙小孔的限流堵块(6.4)在定子铁心段之间。
2.按权利要求1所述的蒸发冷却推进电动机，其特征在于，所述的实心齿压板(5.2)位于绕组水平面下方；空心齿压板(5.1)位于绕组水平面上方；通液槽板(5.3)在定子铁心各段之间，为通孔；堵液块(5.4)在通液槽板(5.3)端部靠近定子铁心内圆处；环向筋(5.5)焊接在定子铁心背部，在周向并沿电机轴向开设有通孔。
3.按权利要求1或2所述的蒸发冷却推进电动机，其特征在于，所述的冷却介质液体循环回路(7)组成结构包括有一个用于冷却介质液体的循环泵(7.1)，过滤器(7.2)，绕组直线部分灌注管路(7.3)，集液箱(7.4)；还有定子铁心及绕组直线部分冷却回路(5)的冷却介质输入管路；转子及定子绕组冷却循化回路(6)的压力介质输入管路。
4.按权利要求3所述的蒸发冷却推进电动机，其特征在于，所述的循环泵(7.1)、过滤器(7.2)、安保系统、灌注管路(7.3)及自动切换阀门设置安装在整个机座垂直投影的范围内；集液箱(7.4)在机座下部与定子内腔直接相连通。
5.按权利要求1或2所述的蒸发冷却推进电动机，其特征在于，所述的冷却介质汽一液两相回路(8)包括有冷凝器(8.1)和能同时通过汽一液两相介质的机座圆筒(8.2)；该冷凝器(8.1)和机座圆筒(8.2)安装在机座(1)上方。
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