CN106026527A - 直线电机水冷机构及其冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了种直线电机水冷机构及其冷却方法，直线电机水冷机构安装在直线电机上，所述直线电机包括具有动子底板的壳体，壳体内安装有动子铁芯，并且所述动子底板置于所述动子铁芯上，所述动子铁芯和所述动子底板之间形成有第一冷却空间，并且它包括：冷却外壳，所述冷却外壳和所述动子底板之间形成有第二冷却空间；第一冷却盘管，所述第一冷却盘管通过第一导热胶灌封于所述第一冷却空间内；第二冷却盘管，所述第二冷却盘管通过第二导热胶灌封于所述第二冷却空间内。本发明不仅能够保证直线电机冷却效果，而且能够简化其制造工艺。
Description
技术领域
本发明涉及一种直线电机水冷机构及其冷却方法。
背景技术
目前，公开号为CN202309384U的中国专利公开了一种扁平型永磁直线水冷电机冷却结构，提供了一种解决方案，其中，电机的初级为动子，次级为定子，次级为多块拼接，次级为永磁体斜极方式，即永磁体与电机运动轴线倾斜一个角度，电机的初级整体用环氧导热胶灌封，初级铁芯采用宽槽窄齿方式，即铁芯槽宽和齿宽的比值大于，在绕组槽槽底和槽边处分布开口槽，在绕组槽槽底和槽边处分布开口槽，开口槽中涂放高导热材料并嵌入冷却管，初级铁芯轭部均布圆底直口槽，圆底直口槽槽中涂放高导热材料，圆底直口槽与冷却管过盈配合，冷却管压入圆底直口槽后保证与圆底直口槽紧密接触，该结构虽然可以降低电机温升，但是加工困难，容易导致水管损坏；由于宽槽窄齿，槽边处开口槽截面很小，水流也很小，冷却效果有限；另外，直线电机导致的机床内热环境会引起机床精密设备的热变形，对机床精度产生严重影响，尤其是高精度机床，所以，直线电机的冷却效果对机床内热环境起到非常重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种直线电机水冷机构，它不仅能够保证直线电机冷却效果，减小由其导致的机床内热环境对机床精度的影响，而且能够简化其制造工艺。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种直线电机水冷机构，它安装在直线电机上，所述直线电机包括具有动子底板的壳体，壳体内安装有动子铁芯，并且所述动子底板置于所述动子铁芯上，所述动子铁芯和所述动子底板之间形成有第一冷却空间，并且它包括：
冷却外壳，所述冷却外壳和所述动子底板之间形成有第二冷却空间；
第一冷却盘管，所述第一冷却盘管通过第一导热胶灌封于所述第一冷却空间内；
第二冷却盘管，所述第二冷却盘管通过第二导热胶灌封于所述第二冷却空间内。
进一步为了可以降低动子线圈端部的温度，又可以降低直线电机的侧板的温度，减轻直线电机对周围温度的影响，所述壳体在动子铁芯的叠压方向上具有侧板，所述第一冷却盘管的盘绕端部伸出动子铁芯的相应侧面并靠近相应侧的侧板。
进一步为了使第一冷却盘管能够直接带走动子铁芯上产生的热耗损，所述动子铁芯在靠近第一冷却空间的端部设置有和第一冷却盘管的管体壁相匹配的开口槽，所述第一冷却盘管嵌装在所述动子铁芯的开口槽上。
进一步为了为了便于第二冷却盘管的安装和紧固，同时增加第二冷却盘管与冷却托架的接触面积，从而利于散热，所述第二冷却空间内设置有多个冷却托架，所述第二冷却盘管安装在多个冷却托架上。
进一步，所述冷却托架的四周设置有管体抵接部，所述冷却托架的中部设置其外侧和第二冷却盘管的一节盘绕轨迹相匹配的凸台，所述第二冷却盘管依次接触凸台的外侧，并依次抵接在管体抵接部上。
进一步为了能够固定冷却托架，而且能够使热量通过冷却托架传递给冷却外壳直接散热，所述冷却托架的一端与所述冷却外壳相连接，所述冷却托架的另一端与所述动子底板相连接。
进一步，所述第一冷却盘管和/或所述第二冷却盘管盘绕呈蛇形结构。
进一步，所述第一冷却盘管的上进口和下出口为竖直方向的并列状设置结构。
进一步，所述第二冷却盘管的左进口和右出口为水平方向的同层并列状设置结构。
本发明还提供了一种直线电机水冷机构的冷却方法，该方法的步骤中含有：直线电机产生的一部分热耗损经第一冷却盘管传递给第一冷却盘管内的冷却介质流，从而带出直线电机外；直线电机产生的另一部分热耗损依次经过第一导热胶、动子底板、第二导热胶和第二冷却盘管再传递给第二冷却盘管内的冷却介质流，从而带出直线电机外。
采用了上述技术方案后，直线电机产生的热耗损，一部分经第一冷却盘管传递给管内流体，带出直线电机外；另外的部分，经第一导热胶、动子底板、第二导热胶传递给第二冷却盘管，当然也可以通过冷却托架，冷却外壳综合进行散热，本发明由于采取了两层冷却结构，同时对蛇形盘管的盘绕端部进行适当加长，有效降低了电机热耗损对机床精度的影响，保证了直线电机运行在合理温升范围，简化了直线电机的制造工艺，降低了直线电机对周围温度分布的影响，进而减小了机床精密设备的热变形。
附图说明
图1为本发明的直线电机水冷机构的结构示意图；
图2为图1的右侧示意图；
图3为本发明的第一冷却盘管的布置示意图；
图4为本发明的第二冷却管的布置示意图。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1～4所示，一种直线电机水冷机构，它安装在直线电机上，所述直线电机包括具有动子底板9的壳体，壳体内安装有动子铁芯3，并且所述动子底板9置于所述动子铁芯3上，其特征在于，所述动子铁芯3和所述动子底板9之间形成有第一冷却空间，并且它包括：
冷却外壳8，所述冷却外壳8和所述动子底板9之间形成有第二冷却空间；
第一冷却盘管101，所述第一冷却盘管101通过第一导热胶71灌封于所述第一冷却空间内；
第二冷却盘管102，所述第二冷却盘管102通过第二导热胶72灌封于所述第二冷却空间内。
第一导热胶71和第二导热胶72的灌封，有效遏止了直线电机运行过程中零部件的振动，同时灌封弥合了空气隙，降低了热阻，有利于电机热耗损的导出，进而有利于直线电机温升的降低。
如图1所示，所述动子铁芯3在靠近第一冷却空间的端部设置有和第一冷却盘管101的管体壁相匹配的开口槽，所述第一冷却盘管101嵌装在所述动子铁芯的开口槽上。
如图3所示，所述壳体在动子铁芯3的叠压方向上具有侧板14，所述第一冷却盘管101的盘绕端部伸出动子铁芯3的相应侧面并靠近相应侧的侧板14，也就是说，第一冷却盘管101的宽度大于动子铁芯3与动子线圈4的宽度，接近侧板14，既可以降低线圈端部17的温度，又可以降低侧板14温度，减轻直线电机对周围温度影响。
如图1、4所示，所述第二冷却空间内设置有多个冷却托架6，所述第二冷却盘管102安装在多个冷却托架6上。
如图1、4所示，所述冷却托架6的四周设置有管体抵接部，所述冷却托架6的中部设置其外侧和第二冷却盘管102的一节盘绕轨迹相匹配的凸台，所述第二冷却盘管102依次接触凸台的外侧，并依次抵接在管体抵接部上。
如图1所示，所述冷却托架6的一端与所述冷却外壳8相连接，所述冷却托架6的另一端与所述动子底板9相连接，具体地，所述冷却托架(6)的一端通过第一安装孔15紧固在动子铁芯3上，另一端通过第二安装孔16紧固住冷却外壳8。
如图3、4所示，所述第一冷却盘管101和所述第二冷却盘管102盘绕呈蛇形结构，但是不限于这种结构。
如图2所示，所述第一冷却盘管101的上进口12和下出口13为竖直方向的并列状设置结构。
如图2所示，所述第二冷却盘管102的左进口10和右出口11为水平方向的同层并列状设置结构。
左进口10和右出口11通过一精密冷却块18相连接，上进口12和下出口13通过另一精密冷却块18相连接，流体供给侧管道也分别于精密冷却块18相连接，精密冷却块18将内外流体连接起来，精密冷却块18的设置方便了内外管道的连接。
该直线电机水冷机构的冷却方法的步骤中含有：直线电机产生的一部分热耗损经第一冷却盘管101传递给第一冷却盘管101内的冷却介质流，从而带出直线电机外；直线电机产生的另一部分热耗损依次经过第一导热胶71、动子底板9、第二导热胶72和第二冷却盘管102再传递给第二冷却盘管102内的冷却介质流，从而带出直线电机外。
其中，第二冷却盘管102的端部起着将电机内热环境与机床内环境隔离的作用。
本发明的工作原理如下：
线电机产生的热耗损，一部分经第一冷却盘管101传递给管内流体，带出直线电机外；另外的部分，经第一导热胶71、动子底板9、第二导热胶72传递给第二冷却盘管102，当然也可以通过冷却托架6，冷却外壳8综合进行散热，本发明由于采取了两层冷却结构，同时对第一冷却盘管101的盘绕端部进行适当加长，有效降低了电机热耗损对机床精度的影响，保证了直线电机运行在合理温升范围，简化了直线电机的制造工艺，降低了直线电机对周围温度分布的影响，进而减小了机床精密设备的热变形。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种直线电机水冷机构，它安装在直线电机上，所述直线电机包括具有动子底板(9)的壳体，壳体内安装有动子铁芯(3)，并且所述动子底板(9)置于所述动子铁芯(3)上，其特征在于，所述动子铁芯(3)和所述动子底板(9)之间形成有第一冷却空间，并且它包括：
冷却外壳(8)，所述冷却外壳(8)和所述动子底板(9)之间形成有第二冷却空间；
第一冷却盘管(101)，所述第一冷却盘管(101)通过第一导热胶(71)灌封于所述第一冷却空间内；
第二冷却盘管(102)，所述第二冷却盘管(102)通过第二导热胶(72)灌封于所述第二冷却空间内。
2.根据权利要求1所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述动子铁芯(3)在靠近第一冷却空间的端部设置有和第一冷却盘管(101)的管体壁相匹配的开口槽，所述第一冷却盘管(101)嵌装在所述动子铁芯的开口槽上。
3.根据权利要求1或2所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述壳体在动子铁芯(3)的叠压方向上具有侧板(14)，所述第一冷却盘管(101)的盘绕端部伸出动子铁芯(3)的相应侧面并靠近相应侧的侧板(14)。
4.根据权利要求1所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述第二冷却空间内设置有多个冷却托架(6)，所述第二冷却盘管(102)安装在多个冷却托架(6)上。
5.根据权利要求4所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述冷却托架(6)的四周设置有管体抵接部，所述冷却托架(6)的中部设置其外侧和第二冷却盘管(102)的一节盘绕轨迹相匹配的凸台，所述第二冷却盘管(102)依次接触凸台的外侧，并依次抵接在管体抵接部上。
6.根据权利要求4所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述冷却托架(6)的一端与所述冷却外壳(8)相连接，所述冷却托架(6)的另一端与所述动子底板(9)相连接。
7.根据权利要求1所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述第一冷却盘管(101)和/或所述第二冷却盘管(102)盘绕呈蛇形结构。
8.根据权利要求1所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述第一冷却盘管(101)的上进口(12)和下出口(13)为竖直方向的并列状设置结构。
9.根据权利要求1所述的直线电机水冷机构，其特征在于：所述第二冷却盘管(102)的左进口(10)和右出口(11)为水平方向的同层并列状设置结构。
10.一种如权利要求1至9中任一项所述的直线电机水冷机构的冷却方法，其特征在于该方法的步骤中含有：直线电机产生的一部分热耗损经第一冷却盘管(101)传递给第一冷却盘管(101)内的冷却介质流，从而带出直线电机外；直线电机产生的另一部分热耗损依次经过第一导热胶(71)、动子底板(9)、第二导热胶(72)和第二冷却盘管(102)再传递给第二冷却盘管(102)内的冷却介质流，从而带出直线电机外。
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