CN106340981B - 一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置 - Google Patents

一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置。包括电机定子、电机转子、转轴；所述电机定子包括定子铁芯、定子绕组、定子轴向通风沟、定子径向通风沟；所述电机转子包括转子铁芯、转子径向通风沟、起动笼条、永磁磁钢、隔磁环、相框式及衍生的槽楔、槽楔轴向通风孔；所述定子铁芯沿轴向开有定子径向通风沟，沿圆周开有定子轴向通风沟；所述转子铁芯沿轴向开有转子径向通风沟；所述相框式及衍生的槽楔上开有槽楔轴向通风孔。所述转轴带有轴流式风扇。这种降低永磁电机中永磁体温度的相框式及衍生的冷却结构，在轴流风扇或离心风扇作用下，可以有效地降低定转子铁芯温度，尤其是转子中永磁体的温度，进而提高电机的冷却效率。

Description

一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置
技术领域
本发明涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置。
背景技术
永磁电机，特别是实心转子永磁电机，在运行的过程中，气隙磁场内存在大量谐波，在转子永磁体内会产生大量涡流损耗，同时永磁电机的功率密度高，电机体积小，散热条件相对较差，使用环境温度变化大，使得电机内永磁体存在不可逆退磁风险，导致永磁电机的性能下降，甚至完全失去驱动能力。
因此，如何有效抑制电机温度，降低永磁体温度，成为目前研究的重点。
发明内容
本发明的实施例提供了一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置，以实现有效地降低永磁电机中永磁体温度。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置，包括：
电机定子、电机转子，所述电机定子安装在所述电机转子的外部，所述电机定子包括定子铁芯、定子绕组、定子轴向通风沟、定子径向通风沟，所述电机转子包括转子铁芯、转子径向通风沟、起动笼条、永磁磁钢、隔磁环、槽楔、槽楔轴向通风孔。
进一步地，所述定子铁芯沿轴向开有N个定子径向通风沟，沿周向开有N个的定子轴向通风沟；所述转子铁芯上开有转子径向通风沟。
进一步地，所述转子铁芯中嵌放有所述起动笼条和所述槽楔，所述槽楔上开有槽楔轴向通风孔。
进一步地，所述槽楔为相框式结构或梯形结构或倒T型结构，永磁磁钢嵌入所述槽楔；所述槽楔材料为不导磁不导电材料。
进一步地，所述的转子径向通风沟与定子径向通风沟在径向一一对应。
进一步地，所述槽楔为空腔结构；
进一步地，所述转子铁芯的两端设置有转子压板；
进一步地，所述转子压板留有与所述槽楔轴向通风孔大小匹配的通风孔。
进一步地，在所述电机转子的内部空腔中设置转轴，所述转轴上带有轴流式风扇。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置在轴流风扇或离心风扇作用下，可以有效地降低定转子铁芯和永磁体的温度，提高电机的冷却效率。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置通风示意图；
图3为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置中转子槽楔衍生示意图；
图4为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置中转子槽楔衍生示意图；
图5为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置中转子槽楔衍生示意图；
图中：定子铁芯 1、定子绕组 2、定子轴向通风沟 3、定子径向通风沟 4、气隙 5、转子铁芯 6、起动笼条 7、永磁磁钢 8、隔磁环 9、槽楔 10、槽楔轴向通风孔 11、转子径向通风沟 12、转轴 13、轴流风扇 14。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
本发明提供一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置，在保证电机起动与运行性能的前提下，通过改变电机风路结构，抑制电机温度，提高了电机的工作可靠性。
本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置包括电机定子、电机转子，所述电机定子安装在所述电机转子的外部。所述电机定子包括定子铁芯、定子绕组、定子轴向通风沟、定子径向通风沟；所述电机转子包括转子铁芯、转子径向通风沟、起动笼条、永磁磁钢、隔磁环、槽楔、槽楔轴向通风孔。
所述定子铁芯沿轴向开有N个定子径向通风沟，沿周向开有N个定子轴向通风沟；所述转子铁芯上开有转子径向通风沟；所述槽楔上开有槽楔轴向通风孔。
所述槽楔为相框式结构或倒T型结构或梯形结构，永磁磁钢嵌入槽楔；所述槽楔材料为不导磁不导电材料。
所述的转子径向通风沟与定子径向通风沟在径向一一对应。所述槽楔为空腔结构；转子铁芯的两端设置有转子压板。
所述转子压板留有与槽楔轴向通风孔大小匹配的通风孔。
在所述电机转子的内部空腔中设置转轴，所述转轴上带有轴流式风扇。
图1为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置的结构示意图，图2为该装置的通风示意图。下面结合图1、图2说明本发明的实施方式，本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置包括定子铁芯1、定子绕组2、定子轴向通风沟3、定子径向通风沟4、气隙5、转子铁芯6、起动笼条7、永磁磁钢8、隔磁环9、槽楔10、槽楔轴向通风孔11、转子径向通风孔12、转轴13、轴流风扇14组成。其中，定子铁芯1沿圆周开有定子轴向通风沟3，沿轴向开有定子径向通风沟4。结合图1所示，转子铁芯6中嵌放有起动笼条7、槽楔10为相框式结构。槽楔10中嵌放有永磁磁钢8，槽楔10开有槽楔轴向通风孔11、转子径向通风孔12，槽楔10为空腔结构。
结合图2通风示意图所示，在轴流风扇14的作用下，电机外部的冷却空气沿气隙5、定子轴向通风沟3、槽楔轴向通风孔11进入电机内部。槽楔轴向通风孔11中的空气一部分沿着轴向到达电机轴伸端，另一部分在转子高速旋转离心力的作用下，进入定子径向通风沟3和转子径向通风孔12。
上述降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置充分利用轴径向通风结构降低电机温度，特别是相框式槽楔中空式结构，可以隔离转子铁芯向永磁磁钢传热，将永磁磁钢表面的热量通过相框式槽楔的轴径向通风孔带走，有效降低永磁磁钢的温度。
图3、图4和图5为本发明实施例提供的一种降低永磁电机中永磁体温度的相框式衍生冷却装置，工作原理与图1所示的装置相似。
图3、图4、图5所示的装置和图1所示的装置的区别主要在于槽楔10结构不同，图1中槽楔10为相框式结构，相框式结构槽楔内部带有槽楔轴向通风沟；图3中槽楔10为梯形结构，槽楔底部宽度与永磁体同宽；图4中槽楔10为梯形结构，槽楔底部宽度大于永磁体宽度；图5中槽楔10为倒T型结构，槽楔内部带有槽楔轴向通风沟。
综上所述，本发明实施例提供的降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置在轴流风扇或离心风扇作用下，可以有效地降低定转子铁芯和永磁体的温度，提高电机的冷却效率。
本发明实施例提供的降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置在保证电机起动与运行性能的前提下，通过改变电机风路结构，抑制电机温度，提高了电机的工作可靠性。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本领域普通技术人员可以理解：实施例中的装置中的部件可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种降低永磁电机中永磁体温度的冷却装置，其特征在于，包括：
电机定子、电机转子，所述电机定子安装在所述电机转子的外部，所述电机定子包括定子铁芯、定子绕组、定子轴向通风沟、定子径向通风沟，所述电机转子包括转子铁芯、转子径向通风沟、起动笼条、永磁磁钢、隔磁环、槽楔、槽楔轴向通风孔；所述定子铁芯沿轴向开有多个定子径向通风沟，沿周向开有多个的定子轴向通风沟；所述转子铁芯上开有转子径向通风沟；
所述转子铁芯中嵌放有所述起动笼条和所述槽楔，所述槽楔上开有槽楔轴向通风孔；
所述槽楔为相框式结构，永磁磁钢嵌入所述槽楔；所述槽楔材料为不导磁不导电材料。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的转子径向通风沟与定子径向通风沟在径向一一对应。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述槽楔为空腔结构。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述转子铁芯的两端设置有转子压板。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述转子压板留有与所述槽楔轴向通风孔大小匹配的通风孔。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在所述电机转子的内部空腔中设置转轴，所述转轴上带有轴流式风扇。
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