CN104065185A - 多路浸泡式电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四通结构多路浸泡式电机的设计，冷却系统为多路结构、浸泡式结构及四通结构。所述的多路结构为在定子径向槽处开有周向环形油道。所述的浸泡式结构为在定子内部的槽内油道注满油，将定子绕组全部浸泡在其中形成浸泡式结构。所述的四通结构为，在定子中部上方有一供油嘴，该供油嘴由一个四通嘴构成，其中两个供油嘴向轭部两侧周向环形油道供油，而另一油嘴深入到定子槽中，通过油流向两侧槽内油道供油。定转子气隙间的隔油环可以有效防止冷却液渗入转子。设计新颖而简单，能够有效的提高电机的冷却效果。

Description

多路浸泡式电机

技术领域

本发明涉及一种电机，具体涉及一种多路浸泡式电机。

背景技术

在当今的社会形势下，国家及国际社会大力推行可持续的节能模式，因此，电机也需要向着体积更小，效率更高的方向发展。

可是，由于其体积相对较小，节材的同时其单位体积的损耗相对增加，转子的温升增加，因此对电机冷却系统的要求提高，高速电机普遍采用定子背绕式油冷冷却系统，此种冷却系统中，转子铁芯及定子绕组所产生的热量通过定子铁芯沿径向向外传导直至定子铁芯外表面方才与冷却液接触，使得冷却效果大大降低，冷却速度大大减慢。进而使得电机的主磁阻升高，降低了永磁体的励磁效果，并且降低了电机定子绕组电密，亦降低了电机的功率密度。

因此，如何有效增强冷却效果，降低转子温升，维持永磁体工作的低温环境，增大定子绕组电密以及提高电机的功率密度，成了技术改进中的当务之急。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种多路浸泡式电机，从中设计一种新型的冷却模式，有效提高散热能力，实现了电机的高功率密度，进一步减小了电机体积，降低了永磁体的工作温度，有效地防止了永磁体的热退磁问题，提高了电机的工作可靠性及系统效率。

本发明采用的具体技术方案是：多路浸泡式电机，包括多路结构、四通结构与浸泡式结构；所述多路结构为定子轴轭部开有周向环形槽以及定子径向开有内侧冷却液层。所述四通结构为在定子中部上方有一供嘴，该供嘴有一个四通嘴构成，其中两个供嘴向轭部周向环形槽供油，而另一嘴深入到定子槽中，通过油流向两侧内侧冷却液层供油。所述浸泡式结构为所述内侧冷却液层注满油后将定子绕组全部浸泡在其中。所述定转子气隙间放置隔油环。

所述定子轴轭部开有周向环形流道，并与所述定子径向开有的槽内流道之间形成供油回路。

所述定子轴轭部周向环形流道为管式。

所述槽内流道为周向单绕式，从定子中部上方处向下开出圆孔，圆孔在定子槽径向所在位置处开出周向环形流道，该流道材料为不锈钢，形状为管状。

所述冷却液为水。

所述四通结构为定子中部上方有一供嘴，该供嘴有一个四通嘴构成，其中两个供嘴向轭部两侧管道供油，而另一嘴深入到定子槽中，通过油流向两侧槽内供油。

所述浸泡式为内侧冷却液层被注满油之后能将电机全部绕组浸泡在其中。

所述定转子气隙间的隔油环为非导磁但导热的绝缘材料。

所述定转子气隙间的隔油环可以有效防止冷却液渗入转子。

本发明产生的有益效果是：

1、本设计相对于传统的背绕式的油冷系统，定子绕组的多路结构为周向沟形管道和内侧冷却液层，两个管道同时工作，一个对铁芯绕组进行冷却，一个对铁芯进行冷却，双管齐下，进而使得定子绕组以至电机整体的散热性能大大提高。

2、本设计冷却液入口采用四通结构，使得冷却液通过四通结构分流，既提高了冷却效率，又提高了冷却系统的稳定性。

3、本设计内侧冷却液采用浸泡式，将定子绕组全部浸泡在冷却液中，绕组冷却效果大大提高。

4、电机的整套冷却设计新颖而简单，在提高电机冷却效果的基础上，可以进一步提高电机的功率密度以及电机的过载能力。

附图说明

图1为本发明多路浸泡式电机的解析结构示意图；

图2为电机定子轭背部的周向环形槽示意图；

图3为合金套筒示意图；

图4为电机定子的内侧冷却液层的结构示意图。

图5为电机定子上的四通结构示意图。

图中：

1.定子，11周向环形槽，11a.环形槽冷却液入口I，11b.环形槽冷却液入口II，11c.环形槽冷却液出口I，11d.环形槽冷却液出口II，2.内侧冷却液层，21.内侧冷却液入口，22.内侧冷却液出口，23.外圈冷却液，24.内圈冷却液，3.隔油环，4.永磁体，5.转子铁芯，6.转轴，7.合金套筒，8.四通管，81.四通管冷却液入口，82a.四通管冷却液出口I，82b.四通管冷却液出口II，83.四通管冷却液出口III。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本发明多路浸泡式电机，从外至内主要由定子1、隔油环3、永磁体4、转子铁芯5和转轴6组成。上述结构与现有电机结构相同。本发明对电机的冷却方式进行了改进，其冷却系统为：多路结构、浸泡式结构及四通结构。

所述的冷却系统的多路结构如图2所示，多路结构为定子1轭背部上径向设置的周向环形槽11。周向环形槽11设在定子1轭背部上，形成环形槽结构。在每一个周向环形槽11上开有四个对应孔，保证油冷却。所述的四个对应孔分别为周向环形槽11内侧两个槽一端的环形槽冷却液入口I11a和环形槽冷却液入口II11b，以及周向环形槽11外侧两个槽对应的另一端的环形槽冷却液出口I11c和环形槽冷却液出口II11d。为避免供油管路中油流到定子1外，设有一合金套筒7套在定子1上(合金套筒7见图3所示)。定子1的两个端面与合金套筒紧密接触，挡住油路外泄。

所述浸泡式结构参见图4所示，定子1内部的槽内油道注满油，将定子绕组全部浸泡在其中形成浸泡式结构。其结构是：定子1与隔油环3之间充满内侧冷却液层2，其中内侧冷却液层2通过内侧冷却液入口21通入冷却液，冷却液通过内侧冷却液层2进入定子1的各槽，进而形成浸泡式结构之后通过冷却液出口22流出。从油路上可看到，冷却液的外圈为外圈冷却液23，内圈为内圈冷却液24，外圈冷却液23与内圈冷却液24流动方向相反，构成了冷却液从入口到出口的油路循环，对定子1的整体进行了冷却。定转子气隙间的隔油环3可以有效防止冷却液渗入转子。为达到充分冷却的目的，内侧冷却液入口21的口径大于内侧冷却液出口22的口径。

所述的四通结构见图5所示，该结构为一个四通管8，其顶管为四通管冷却液入口81，其余三管为向定子1提供冷却液的供油管。其中中部的两管为四通管冷却液出口I82a，四通管冷却液出口II82b，为向定子1轭部两周向环形槽11的环形槽冷却液入口I11a和环形槽冷却液入口II11b供油的供油管。所述的四通管冷却液出口I82a和四通管冷却液出口II82b分别插入到环形槽冷却液入口I11a和环形槽冷却液入口II11b中，向周向环形槽11内供油。底部的供油管为四通管冷却液出口III，深入到定子1内侧，与定子1的内侧冷却液入口21相接。

为了增加冷却效果，可以进一步将每套绕组分成独立的几部分，分别进行冷却。

所述冷却液以水冷方式为主，可以拓展到油但是因其效果相对较差，因此不建议采用油冷。

如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，显然，只要实质上没有脱离本发明的发明点及效果、对本领域的技术人员来说是显而易见的变形，也全部包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多路浸泡式电机，从外至内主要由定子、隔油环、永磁体、转子铁芯和转轴组成，其特征在于，电机的冷却系统为：多路结构、浸泡式结构及四通结构。

2.根据权利要求1所述的多路浸泡式电机，其特征在于：所述的多路结构为定子轭背部上径向设置的周向环形槽。

3.根据权利要求1所述的多路浸泡式电机，其特征在于：所述的浸泡式结构为在定子内部的槽内油道注满油，将定子绕组全部浸泡在其中形成浸泡式结构。

4.根据权利要求1所述的多路浸泡式电机，其特征在于：所述的四通结构为一个四通管。

5.根据权利要求1或2所述的多路浸泡式电机，其特征在于：周向环形槽的内侧两个槽一端分别为环形槽冷却液入口；周向环形槽的外侧两个槽对应的另一端分别为环形槽冷却液出口。

6.根据权利要求1或3所述的多路浸泡式电机，其特征在于：所述浸泡式具体结构是：定子与隔油环之间充满内侧冷却液层，其中内侧冷却液层通过内侧冷却液入口通入冷却液，冷却液通过内侧冷却液层进入定子的各槽，进而形成浸泡式结构之后通过冷却液出口流出。

7.根据权利要求6所述的多路浸泡式电机，其特征在于：冷却液的外圈为外圈冷却液，内圈为内圈冷却液，外圈冷却液与内圈冷却液流动方向相反，构成了冷却液从入口到出口的油路循环，对定子的整体进行了冷却。

8.根据权利要求6所述的多路浸泡式电机，其特征在于：内侧冷却液入口的口径大于内侧冷却液出口的口径。

9.根据权利要求1或4所述的多路浸泡式电机，其特征在于：四通管顶管为四通管冷却液入口，其余三管为向定子提供冷却液的供油管；其中中部的两管为向定子轭部两周向环形槽的环形槽冷却液入口供油的供油管；底部的供油管深入到定子内侧，与定子的内侧冷却液入口相接。

10.根据权利要求1所述的多路浸泡式电机，其特征在于：定子外设有一合金套筒套在定子上，定子的两个端面与合金套筒紧密接触，挡住油路外泄。