CN103236751A - 一种高速永磁同步电机的冷却结构 - Google Patents

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孙岩桦
高南沙
虞烈
段福伟
李智
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Abstract

一种高速永磁同步电机的冷却结构，电机定子和转子表面的保护套之间的气隙流道，采用轴向倾斜设计，这样在电机工作运行时，利用高速旋转时产生的离心力迫使流道内的空气流动，加速空气循环，在转子表面开通风孔，空气可以进一步冷却转子内部，在电机定子与电机壳体之间设有气隙，便于空气循环流通，在电机壳体外部加装水套，这样避免了传统设计上的采用在电机轴上加装风扇的结构，减小了振动和噪声，此结构可以形成两路风冷循环，一路水冷循环，很大程度上增强了冷却效果。

Description

一种高速永磁同步电机的冷却结构
技术领域
本发明属于高速永磁同步电机技术领域，具体涉及一种高速永磁同步电机的冷却结构。
背景技术：
目前高速永磁同步电机广泛采用的冷却方法是对电机定子通风冷却或者液体循环强制冷却，很少涉及转子的冷却，大多数电机采用通风冷却时选择在转子上安装轴流风扇，用来强迫冷却介质循环，但当电机在高速运行时，电机整体的强度和振动需要重新计算。
传统的解决方案是在外部加上鼓风机，提供进气量，这就增加了高速电机整体设计的复杂性。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种高速永磁同步电机的冷却结构，利用电机运行时自己的风压来冷却电机内部发热的结构,不需要外部接入鼓风机，精简了电机的结构，减轻了设备的重量，延长了设备的使用寿命。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高速永磁同步电机的冷却结构，包括电机转子6，电机转子6安装在电机定子1内部，支撑于电机前端盖10、电机后端盖4上，电机前端盖10装在电机壳体3前段，电机前端盖10和电机定子1之间形成前端腔体，电机后端盖4装在电机壳体3后端，电机后端盖4和电机定子1之间形成后端腔体，电机定子1和电机壳体3之间设有气隙，电机转子6采用空心结构7，电机转子6上两端设有通风孔，两端的通风孔分别与前端腔体、后端腔体连通。
所述的电机转子6外部永磁体8表面的合金钢保护套9采用从前端到后端轴向逐渐缩小的结构，电机定子1采用从前端到后端轴向逐渐扩大的结构，同时保持电机定子1和合金钢保护套9之间的气隙厚度不变。
所述的电机壳体3的外部设有周向水套2，水套2通过循环水冷却电机壳体3。
本发明相对于传统的结构，具有以下优点：
1）无需安装风扇，简化了电机结构，另外也不用考虑因为风扇的安装所带来的噪声和振动，减轻了电机转子的重量，提高了电机转子回转精度，也延长了轴承的使用寿命。
2）电机转子采用空心结构加通风孔，可以有效的降低电机工作时电机转子的温度，保证了永磁体的工作温度。
3）采用水套2，一定程度上带走了定子绕组5产生的热量，也使电机整体的发热有所降低。
附图说明
附图是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
如图所示，一种高速永磁同步电机的冷却结构，包括电机转子6，电机转子6安装在电机定子1内部，支撑于电机前端盖10、电机后端盖4上，电机前端盖10装在电机壳体3前段，电机前端盖10和电机定子1之间形成前端腔体，电机后端盖4装在电机壳体3后端，电机后端盖4和电机定子1之间形成后端腔体，电机定子1和电机壳体3之间设有气隙，电机转子6采用空心结构7，便于散热，电机转子6上两端设有通风孔，两端的通风孔分别与前端腔体、后端腔体连通，电机转子6外部永磁体8表面的合金钢保护套9采用从前端到后端轴向逐渐缩小的结构，电机定子1采用从前端到后端轴向逐渐扩大的结构，同时保持电机定子1和合金钢保护套9之间的气隙厚度不变，在电机壳体3的外部设有周向水套2，水套2通过循环水冷却电机壳体3，可以带走电机运行时的热量。
本发明的工作原理为：
本发明的结构提供了电机内部三个冷却循环回路：第一回路是水套2周向循环冷却电机壳体3；第二回路是空气从前端腔体经过电机定子1外部，到达后端腔体，在经过合金钢保护套9表面气隙回到前端腔体；第三回路是空气经过合金钢保护套9表面气隙，后经过电机转子6一端的通风孔，来到转子中间空心结构7，最后从另一端部的通风孔流出。
具体是：电机在工作时，电机转子6会高速旋转，因为电机的设计采用气隙流道从前端到后端轴向上不断缩小的结构，所以电机转子6在旋转时，气隙中的空气会因为离心力的作用，被迫从流道后端向前端流动，当空气进入电机前端腔体，冷却发热的定子端部绕组5。气流经过电机定子1和电机壳体3的窄气隙空间进入电机的后端腔体进行冷却。气流经过转子6表面的径向通风孔，进入到转子空心结构7进行冷却，为了增强冷却效果，在电机壳体3的外部加装一个冷却水套2，从外部环境通入循环水，对发热的电机壳体3进行冷却。

Claims (3)

1.一种高速永磁同步电机的冷却结构，包括电机转子（6），电机转子（6）安装在电机定子（1）内部，支撑于电机前端盖（10）、电机后端盖（4）上，电机前端盖（10）装在电机壳体（3）前段，电机前端盖（10）和电机定子（1）之间形成前端腔体，电机后端盖（4）装在电机壳体（3）后端，电机后端盖（4）和电机定子（1）之间形成后端腔体，电机定子（1）和电机壳体（3）之间设有气隙，其特征在于：电机转子（6）采用空心结构（7），电机转子（6）上两端设有通风孔，两端的通风孔分别与前端腔体、后端腔体连通。
2.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机的冷却结构，其特征在于：所述的电机转子（6）外部永磁体（8）表面的合金钢保护套（9）采用从前端到后端轴向逐渐缩小的结构，电机定子（1）采用从前端到后端轴向逐渐扩大的结构，同时保持电机定子（1）和合金钢保护套（9）之间的气隙厚度不变。
3.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机的冷却结构，其特征在于：所述的电机壳体（3）的外部设有周向水套（2），水套（2）通过循环水冷却电机壳体（3）。
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