CN102097910A - 定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电动汽车高功率密度永磁同步电机定子槽内油冷却的设计方法。该定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机由壳体、前端盖、后端盖、转子、定子、轴等组成，其特征是在定子两端设计有前导油罩、后导油罩，前导油罩及壳体上设有进油口，后导油罩及壳体上设有回油口，在定子槽中直接利用绕组间隙构造轴向油道。冷却油在压力的作用下从进油口流入前导油罩，由端部流入轴向油道，最后从后导油罩上的回油口流回储油室。本发明提出的定子槽内油冷却方法，不仅可以有效地冷却电机的端部绕组，还可以对电机的齿部和槽内绕组进行冷却，可以大大地减少电机内部温升，提高电机的功率密度。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车应用领域，特别涉及电动汽车用油冷式高功率密度大功率驱动电机领域。
背景技术
为了提高电机电磁负荷和材料的利用率，高效的电机冷却技术是实现这一目标的关键。根据冷却介质的不同，电机的冷却方式可以分为风冷、水冷、油冷三种方式。采用风冷的电机，附加的风扇使得电机结构庞大，整个冷却系统的效率不高。水循环冷却方式是在机壳中设置循环水道，电机内部热量先传导给机壳和端盖，再用循环水把机壳内的热量带走，能有效冷却铁心绕组，但对于电机内最热部分——内部绕组未能进行冷却。油冷却方式将电机的定子和转子整体浸没在专用冷却油中，冷却效果好，但是冷却油要经过叶片搅动，高速时能量损失很大。
对于高功率密度电机，按照尺寸空间有限，且需要输出较大的转矩，使得电机的电流密度较大，电机内损耗较大，定子绕组发热加剧，必须有高效的冷却系统。有效地实现对发热部件端部的冷却，是实现电机高效冷却、提高电机高功率密度的有效措施。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是大功率永磁同步电机的定子绕组冷却问题，有效地提高永磁同步电机的电磁负荷和功率密度。本发明采取的技术方案是：由壳体、前端盖、后端盖、转子、定子、轴组成，在定子上设计有前导油罩、后导油罩、冷却油道，在壳体及前导油罩上设有进油口，在壳体及后导油罩上设有回油口，在定子槽中直接利用绕组间隙构造轴向油道。冷却油经油泵从壳体上的进油口进入前导油罩，实现对端部绕组的冷却，由于压力的作用冷却油流经轴向油道，实现对铁心绕组的冷却，最后冷却油到达后导油罩，由回油口流回储油室。该方法不仅可以有效地冷却电机的端部绕组，还可以对电机的齿部和槽内绕组进行直接冷却。定子槽内油冷却的方法为提高永磁同步电机功率密度提供了有效的途径。
附图说明
附图是定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机的结构简图。
图中：1.前端盖、2.进油口、3.前导油罩、4.定子绕组前端部、5.转子铁心、6.永磁体、7.轴向油道、8.定子绕组、9.定子磁钢、10.壳体、11.后导油罩、12.定子绕组后端部、13.后端盖、14.轴、15.回油口、16.储油室、17.油泵、18.油管、19.冷却油。
具体实施方式
以下将根据附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
本发明的定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机，包括前端盖1、进油口2、前导油罩3、定子绕组前端部4、转子铁心5、永磁体6、轴向油道7、定子绕组8、定子磁钢9、壳体10、后导油罩11、定子绕组后端部12、后端盖13、轴14、回油口15、储油室16、油泵17、油管18、冷却油19。具体结构是：电机壳体10前后分别封盖有前端盖1和后端盖13，轴14通过轴承安装在前端盖1和后端盖13的轴孔内，电机壳体10内壁上固定有定子磁钢9，轴14上固定有转子铁心5和永磁体6，壳体10上设有进油口2和回油口15，在定子铁心的前后两端设有前导油罩3和后导油罩11，前导油罩3和后导油罩11可以防止冷却油进入气隙。在定子槽中直接利用绕组间隙构造轴向油道7。
冷却油19经油泵17从进油口2进入前导油罩3，实现对定子绕组前端部4的冷却，由于压力的作用冷却油流入轴向油道7，实现对定子绕组8、定子磁钢9的冷却，冷却油到达后导油罩11，实现对对定子绕组后端部12的冷却，最后由回油口15经油管回到储油室16。
Claims (3)
1.一种定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机，包括壳体、前端盖、后端盖、转子、定子、轴等，其特征在于在定子的两端设有前导油罩、后导油罩，前导油罩及壳体上设有进油口，后导油罩及壳体上设有回油口，前导油罩和后导油罩可以防止冷却油进入气隙。
2.根据权利要求1所描述的定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机，其特征在于定子槽中直接利用绕组间隙构造轴向油道，冷却油在压力的作用下从端部进入轴向油道，实现对端部绕组、内部绕组同时冷却。
3.根据权利要求1所描述的定子槽内油冷却高功率密度永磁同步电机，其特征在于冷却油直接冷却电机的发热部件，如定子内部绕组、端部绕组和定子铁心，可以有效地减小电机的体积及重量。
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