CN105896825A - 一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，包括水箱、叶轮、电磁绕组定子、蜗壳、防锈金属隔膜、永磁铁转子及电机轴；电机轴的一端外接电机，电机轴的另一端与叶轮同轴连接，电机轴内设有中心孔，永磁铁转子同轴设置在电机轴上，防锈金属隔膜同轴设置在永磁铁转子的外部，电磁绕组定子同轴设置在防锈金属隔膜的外部；叶轮设置在蜗壳内，蜗壳与水箱连通，电机轴、永磁铁转子、防锈金属隔膜及中心孔形成一个环形的电机内部冷却腔道，电机内部冷却腔道与水箱连通。本发明的冷却效果好，有效减少振动和噪音；电机结构密闭化，有效抑制空气或者环境中的粉尘、油污、水等的进入、提高可靠性和环境适应性。

Description

一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统

技术领域

本发明涉及无刷电机自冷却技术，尤其涉及一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统。

背景技术

现在大功率无刷电机（内部永磁体电马达）运用越来越广泛，尤其是电动汽车的出现与普及，大功率无刷电机（内部永磁体电马达）更是不可或缺。但是为了确保无刷电机（内部永磁体电马达）及设备（如电动汽车）的可靠性与安全性，良好的冷却系统是不可或缺的。

目前的电机没有冷却系统或只有风冷系统，冷却效果不明显，并且使得电机不能密闭，环境适应性差、噪音和振动显著。

发明内容

本发明的目的：提供一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，构成一个由内而外的水循环系统，达到良好的降温目的，能用于电动自行车、电动汽车、工业用等工作时间长、功率大的无刷电机（内部永磁体电马达）的冷却。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，包括水箱、叶轮、电磁绕组定子、蜗壳、防锈金属隔膜、永磁铁转子及电机轴；所述的电机轴的一端外接电机，所述的电机轴的另一端与所述的叶轮同轴连接，所述的叶轮与所述的电机轴同步转动；所述的电机轴内设有中心孔，所述的中心孔与所述的电机轴同轴设置；所述的永磁铁转子同轴设置在所述的电机轴上，所述的防锈金属隔膜同轴设置在所述的永磁铁转子的外部，所述的电磁绕组定子同轴设置在所述的防锈金属隔膜的外部；所述的叶轮设置在所述的蜗壳内，所述的蜗壳位于所述的防锈金属隔膜的一侧，所述的中心孔的一端位于所述的蜗壳内，所述的中心孔的另一端位于所述的防锈金属隔膜内，所述的蜗壳与所述的水箱连通，所述的电机轴、永磁铁转子、防锈金属隔膜及中心孔形成一个环形的电机内部冷却腔道，所述的电机内部冷却腔道与所述的水箱连通。

上述的基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其中，所述的中心孔上设有多个侧孔，所述的多个侧孔为2-3个，所述的侧孔连通所述的中心孔与所述的电机内部冷却腔道，形成一个回路。

上述的基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其中，所述的电机轴上设有两个轴承，位于所述的防锈金属隔膜的两侧，所述的轴承与所述的电机轴同轴设置。

上述的基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其中，所述的轴承通过密封环与所述的防锈金属隔膜密封连接。

本发明的冷却效果远远好于风冷，有效减少风冷叶片所产生的振动和噪音；由于无需风冷，故可将电机结构密闭化，有效抑制空气或者环境中的粉尘、油污、水等的进入、提高可靠性和环境适应性。

附图说明

图1是本发明基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统的剖视图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本发明的实施例。

请参见附图1所示，一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，包括水箱1、叶轮2、电磁绕组定子4、蜗壳8、防锈金属隔膜9、永磁铁转子11及电机轴12；所述的电机轴12的一端外接电机，所述的电机轴12的另一端与所述的叶轮2同轴连接，所述的叶轮2与所述的电机轴12同步转动；所述的电机轴12内设有中心孔7，所述的中心孔7与所述的电机轴12同轴设置；所述的永磁铁转子1同轴设置在所述的电机轴12上，所述的防锈金属隔膜9同轴设置在所述的永磁铁转子11的外部，所述的电磁绕组定子4同轴设置在所述的防锈金属隔膜9的外部；所述的叶轮2设置在所述的蜗壳8内，所述的蜗壳8位于所述的防锈金属隔膜9的一侧，所述的中心孔7的一端位于所述的蜗壳8内，所述的中心孔7的另一端位于所述的防锈金属隔膜9内，所述的蜗壳8与所述的水箱1连通，所述的电机轴12、永磁铁转子11、防锈金属隔膜9及中心孔7形成一个环形的电机内部冷却腔道10，所述的电机内部冷却腔道10与所述的水箱1连通。

所述的中心孔7上设有多个侧孔6，所述的多个侧孔6优选为2-3个，所述的侧孔6连通所述的中心孔7与所述的电机内部冷却腔道10，形成一个回路。

所述的电机轴12上设有两个轴承5，位于所述的防锈金属隔膜9的两侧，所述的轴承5与所述的电机轴12同轴设置。

所述的轴承5通过密封环3与所述的防锈金属隔膜9密封连接。

本发明无需任何外界动力源与附加冷却流道，仅仅通过巧妙利用电机内部部件建立冷却系统腔道与动力源。当电机运行时，电机轴12转动，带动固定在电机轴12尾端的叶轮2，冷却液随叶轮2一起旋转。通过旋转的叶轮2把能量传给冷却液，使冷却液的动能、位能、压能增加，从蜗壳8压出进入到水箱1中，而叶轮2的中心处由于冷却液被甩出而压力降低，电机内部冷却腔道10内的液体在叶轮2中心的压差作用下经中心孔被吸入蜗壳8中，从而构成了整个冷却系统回路，将电机内部的热量通过冷却液带出去，在外部的大水箱内冷却散热。

防锈金属隔膜9将电机的电气部分与冷却水完全隔离，并与电机轴12、永磁铁转子11、密封环3、中心孔7、侧孔6制造出一个电机内部冷却腔道10。并能通过金属薄壁将电磁绕组定子4产生的热量传给冷却液。中心孔7的作用是：在叶轮2旋转时，使叶轮2的中心处产生负压，将冷却液通过中心孔7从电机的冷却腔到10中不断吸出并压入水箱1，维持整个水循环系统持续工作。

本发明由于冷却效果明显，使得无刷电机（内部永磁体电马达）的寿命与可靠性得到很大的提高。由于无需风冷，使得无刷电机（内部永磁体电马达）结构密闭化，有效抑制空气或者环境中的粉尘、油污、水等的进入有很强的防水性和环境适应性。并且噪音与振动也有明显的减小。

综上所述，本发明的冷却效果远远好于风冷，有效减少风冷叶片所产生的振动和噪音；由于无需风冷，故可将电机结构密闭化，有效抑制空气或者环境中的粉尘、油污、水等的进入、提高可靠性和环境适应性。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其特征在于：包括水箱、叶轮、电磁绕组定子、蜗壳、防锈金属隔膜、永磁铁转子及电机轴；所述的电机轴的一端外接电机，所述的电机轴的另一端与所述的叶轮同轴连接，所述的叶轮与所述的电机轴同步转动；所述的电机轴内设有中心孔，所述的中心孔与所述的电机轴同轴设置；所述的永磁铁转子同轴设置在所述的电机轴上，所述的防锈金属隔膜同轴设置在所述的永磁铁转子的外部，所述的电磁绕组定子同轴设置在所述的防锈金属隔膜的外部；所述的叶轮设置在所述的蜗壳内，所述的蜗壳位于所述的防锈金属隔膜的一侧，所述的中心孔的一端位于所述的蜗壳内，所述的中心孔的另一端位于所述的防锈金属隔膜内，所述的蜗壳与所述的水箱连通，所述的电机轴、永磁铁转子、防锈金属隔膜及中心孔形成一个环形的电机内部冷却腔道，所述的电机内部冷却腔道与所述的水箱连通。

2.根据权利要求1所述的基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其特征在于：所述的中心孔上设有多个侧孔，所述的多个侧孔为2-3个，所述的侧孔连通所述的中心孔与所述的电机内部冷却腔道，形成一个回路。

3.根据权利要求1所述的基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其特征在于：所述的电机轴上设有两个轴承，位于所述的防锈金属隔膜的两侧，所述的轴承与所述的电机轴同轴设置。

4.根据权利要求3所述的基于水循环冷却的内部永磁体电马达自冷却系统，其特征在于：所述的轴承通过密封环与所述的防锈金属隔膜密封连接。