CN107276266B - 一种双向冷却油冷电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机领域，并公开了一种双向冷却油冷电机，包括电机外壳和定子组件，定子组件包括定子铁心和定子绕组，电机外壳上设置有冷却油进油口；定子铁心的轭部贯通设置有环形油槽；相邻的两个线圈组之间分别设置轴向冷却油管，每个轴向冷却油管上均设置有冷却油入油口和冷却油排出口；电机外壳的两端分别设置有端盖，每个端盖设置有排油内腔；每个端盖上分别设置有冷却油出油口；定子铁心的两端以及在对应于环形油槽的位置均设置有导热胶。本发明在电机槽内布置轴向冷却油管，冷却油由电机外壳中部进入电机，分别向定子绕组的端部流动，能够同时对定子绕组的端部和槽内部分进行冷却，即可对整个定子绕组进行冷却。

Description

一种双向冷却油冷电机
技术领域
本发明属于电机领域，更具体地，涉及一种双向冷却油冷电机。
背景技术
高功率密度电机广泛应用于电动汽车、航空启发电机等对电机体积和重量有严格要求的场合。这类电机由于具有较高的电磁负荷，单位体积的损耗很大，但是散热面积却相对减少，因此散热比较困难，常采用水冷或者油冷的冷却方式对电机进行冷却，以防止电机绕组和磁钢等重要部件温升过高，从而减少电机寿命，影响电机运行的安全性与经济性。
相比于水冷方式，油冷方式中冷却油可以与电机发热部件表面直接接触，通过喷射或浇淋的方式，冷却油可以直接带走发热部件的热量，特别是可以有效冷却电机端部绕组，因此在高功率密度电机中油冷方式得到了比较广泛的使用。但是目前使用的油冷方式，只能有效冷却电机端部绕组，因为没有进入电机槽内，不能对电机槽内绕组进行有效冷却。而电机内产生的热量一般大部分为绕组的铜耗，因此对电机的绕组，包括端部绕组和槽内绕组进行有效冷却显得尤为重要。
专利CN201355790公开了一种油冷电机，冷却油经机壳进入电机定子轭部形成的环形油槽，然后经轴向油道流向电机两个端部，洒落到端部绕组，最后汇集到电机底部，经底部的两个出口流出，但是，其只能对定子轭部和定子绕组的端部进行比较好的冷却，但是定子绕组的槽内部分与冷却油距离远，因此槽内部分冷却效果比较差。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种双向冷却油冷电机，冷却油从电机定子中部环形油槽进入轴向油道，并且从设置在电机端部绕组外表面的出口流出，因此可以对电机槽内和端部绕组进行有效冷却，解决了电机槽内绕组和端部绕组冷却困难，温升较高的问题。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种双向冷却油冷电机，包括电机外壳和定子组件，所述定子组件包括设置在电机外壳上的定子铁心和设置在所述定子铁心上的定子绕组，所述定子绕组具有多个线圈组，每个线圈组分别缠绕在所述定子铁心的一齿部上，其特征在于，
所述电机外壳上设置有冷却油进油口；
所述定子铁心的轭部贯通设置有与所述冷却油进油口连通的环形油槽，所述环形油槽将定子铁心分成两段；
相邻的两个线圈组之间分别设置一轴向冷却油管，每个所述轴向冷却油管均位于电机槽内并且分别沿所述电机外壳的轴向设置，每个所述轴向冷却油管上均设置有与所述环形油槽连通的冷却油入油口，以用于在所述轴向冷却油管内通入冷却油后对整个定子绕组进行冷却；此外，每根所述轴向冷却油管的两端分别设置有冷却油排出口，所述冷却油入油口位于两个所述冷却油排出口之间；
所述电机外壳的两端分别设置有端盖，每个所述端盖在靠近电机外壳的一侧设置有与对应位置处的冷却油排出口连通的排油内腔；
每个所述端盖上分别设置有与所述排油内腔相连通的冷却油出油口；
所述定子铁心的两端分别设置有导热胶，以用于使冷却介质沿着导热胶的外表面渗到端盖的排油内腔中以及用于加强定子绕组的散热；
所述定子铁心在对应于所述环形油槽的位置也设置有导热胶，以用于防止冷却油渗漏到电机转子上以及用于加强定子绕组的散热。
优选地，分成两段的定子铁心通过多根螺杆连接，并且这些螺杆周向均匀设置，所述螺杆上套接有套筒，所述套筒位于所述环形油槽处，以用于定子铁心的两段结构的隔开，每根所述螺杆的两端分别螺纹连接有锁紧装置，以用于将分成两段的定子铁心锁紧。
优选地，所述环形油槽将定子铁心分成的两段结构的长度相等。
优选地，所述轴向冷却油管为扁平管。
优选地，定子铁心的轭部靠近端盖的一端的导热胶位于端盖的排油内腔内。
优选地，轴向冷却油管的每端分别伸入对应位置处的导热胶内。
优选地，所述定子铁心在对应于所述环形油槽的位置设置的导热胶包围所述轴向冷却油管的冷却油入油口。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)在电机槽内布置轴向冷却油管，冷却油由电机外壳中部进入电机，分别向定子绕组的端部流动，能够同时对定子绕组的端部和槽内部分进行冷却，即可对整个定子绕组进行冷却。
(2)由于导热胶良好的凝固性和密封性，中部环形油槽的冷却油不会由中部泄漏至气隙。并且导热胶的使用，提高了电机内部散热效率。
(3)可以通过控制冷却油流量，可以保证冷却油沿着定子绕组的端部表面流到电机底部而不会进入气隙，从而减小了因为阻碍转子运转和冷却油飞溅而引起能量损失。
(4)端部的导热胶将定子绕组的端部和轴向冷却油管的端部封装在一起，从而使冷却油与定子绕组的端部接触面增大，冷却效果增强。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是图1中沿A-A线的剖面图；
图3是图1中沿B-B线的剖面图；
图4是本发明中轴向冷却油管的示意图；
图5是本发明的剖去一部分后的立体示意图；
图6是本发明的分解示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参照图1～图6，一种能双向冷却整个定子绕组的电机，冷却油从电机定子中部环形油槽22进入轴向油道，并且从设置在电机端部绕组外表面的出口流出，因此可以对电机槽内和端部绕组进行有效冷却，解决了电机槽内绕组和端部绕组冷却困难，温升较高的问题。
为实现上述目的，按照本发明，提供了一种能双向冷却整个定子绕组的电机，包括电机外壳1和定子组件，所述定子组件包括设置在电机外壳1上的定子铁心2和设置在所述定子铁心2上的定子绕组3，所述定子绕组3具有多个线圈组31，每个线圈组31分别缠绕在所述定子铁心2的一齿部21上，所述电机外壳1上设置有冷却油进油口11；
所述定子铁心2的轭部22贯通设置有与所述冷却油进油口11连通的环形油槽22；
相邻的两个线圈组31之间分别设置一轴向冷却油管4，每个所述轴向冷却油管4均位于电机槽内并且分别沿所述电机外壳1的轴向设置，每个所述轴向冷却油管4上均设置有与所述环形油槽22连通的冷却油入油口41，从而使轴向冷却油管4的内腔40与所述环形油槽22连通，以用于在所述轴向冷却油管4内通入冷却油后对整个定子绕组3进行冷却；此外，每根所述轴向冷却油管4的两端分别设置有冷却油排出口42，所述冷却油入油口41位于两个所述冷却油排出口42之间；
所述电机外壳1的两端分别设置有端盖5，每个所述端盖5在靠近电机外壳1的一侧设置有与对应位置处的冷却油排出口42连通的排油内腔；
每个所述端盖5上分别设置有与所述排油内腔相连通的冷却油出油口51；
所述定子铁心2的两端以及在对应于所述环形油槽22的位置均设置有导热胶6，以用于防止冷却油渗漏及加强定子绕组的散热。
所述定子铁心2的两端分别设置有导热胶6，以用于使冷却介质沿着导热胶6的外表面渗到端盖5的排油内腔中以及用于加强定子绕组3的散热；
所述定子铁心2在对应于所述环形油槽22的位置也设置有导热胶6，以用于防止冷却油渗漏到电机转子上以及用于加强定子绕组3的散热。
进一步，定子铁心2的两段结构通过多根螺杆7连接，并且这些螺杆7周向均匀设置，所述螺杆7上套接有套筒71，所述套筒71位于所述环形油槽22处，以用于定子铁心2的两段结构的隔开，每根所述螺杆7的两端分别螺纹连接有锁紧装置72，以用于将定子铁心2的两段结构锁紧，其中，锁紧装置72为螺母或螺帽。
进一步，所述环形油槽22将定子铁心2分成两段长度相等的结构。
进一步，所述轴向冷却油管4为扁平管。
进一步，电机槽对应位置处的槽楔8上也设置有导热胶6，以用于防止冷却油泄漏到电机转子上。
进一步，定子铁心2的轭部22靠近端盖5的一端的导热胶6位于端盖5的排油内腔内。
进一步，轴向冷却油管4的每端分别伸入对应位置处的导热胶6内。
进一步，所述定子铁心2在对应于所述环形油槽22的位置设置的导热胶6包围所述轴向冷却油管4的冷却油入油口41。
本发明具有设置在定子组件中部的环形油槽22和电机定子槽内的轴向油道，其中每个电机槽内中间位置布置一根轴向冷却油管4，如图2所示。冷却油由位于电机外壳1中部的冷却油进油口11进入电机两段铁心中间与中部导热胶6形成的环形油槽22，如图3所示。然后进入槽内轴向油道(如图4所示)，带走槽内绕组热量后，由经过灌封导热胶6的端部绕组外表面渗出，流经端部绕组表面，从而冷却端部绕组，最后汇集在电机底部，经两端的出油孔流出。该油冷结构的三维图及冷却油流向如图5所示。
电机内部的三维爆炸图如图6所示，两段定子铁心2由周向分布的螺栓拉紧，其中，螺栓中部有套筒，以隔离两段定子铁心2，与凝固后的中部导热胶6形成中部环形油槽22。
本发明结构紧凑，冷却油能通过轴向冷却油管4紧贴发热的电机槽内定子绕组，因此能够有效冷却定子绕组，降低定子绕组损耗，提升电机的效率和功率密度。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双向冷却油冷电机，包括电机外壳和定子组件，所述定子组件包括设置在电机外壳上的定子铁心和设置在所述定子铁心上的定子绕组，所述定子绕组具有多个线圈组，每个线圈组分别缠绕在所述定子铁心的一齿部上，其特征在于，
所述电机外壳上设置有冷却油进油口；
所述定子铁心的轭部贯通设置有与所述冷却油进油口连通的环形油槽，所述环形油槽将定子铁心分成两段；
相邻的两个线圈组之间分别设置一轴向冷却油管，每个所述轴向冷却油管均位于电机槽内并且分别沿所述电机外壳的轴向设置，每个所述轴向冷却油管上均设置有与所述环形油槽连通的冷却油入油口，以用于在所述轴向冷却油管内通入冷却油后对整个定子绕组进行冷却；此外，每根所述轴向冷却油管的两端分别设置有冷却油排出口，所述冷却油入油口位于两个所述冷却油排出口之间；
所述电机外壳的两端分别设置有端盖，每个所述端盖在靠近电机外壳的一侧设置有与对应位置处的冷却油排出口连通的排油内腔；
每个所述端盖上分别设置有与所述排油内腔相连通的冷却油出油口；
所述定子铁心的两端分别设置有导热胶，以用于使冷却介质沿着导热胶的外表面渗到端盖的排油内腔中以及用于加强定子绕组的散热；
所述定子铁心在对应于所述环形油槽的位置也设置有导热胶，以用于防止冷却油渗漏到电机转子上以及用于加强定子绕组的散热。
2.根据权利要求1所述的一种双向冷却油冷电机，其特征在于，分成两段的定子铁心通过多根螺杆连接，并且这些螺杆周向均匀设置，所述螺杆上套接有套筒，所述套筒位于所述环形油槽处，以用于定子铁心的两段结构的隔开，每根所述螺杆的两端分别螺纹连接有锁紧装置，以用于将分成两段的定子铁心锁紧。
3.根据权利要求1所述的一种双向冷却油冷电机，其特征在于，所述环形油槽将定子铁心分成的两段结构的长度相等。
4.根据权利要求1所述的一种双向冷却油冷电机，其特征在于，所述轴向冷却油管为扁平管。
5.根据权利要求1所述的一种双向冷却油冷电机，其特征在于，定子铁心的轭部靠近端盖的一端的导热胶位于端盖的排油内腔内。
6.根据权利要求1所述的一种双向冷却油冷电机，其特征在于，轴向冷却油管的每端分别伸入对应位置处的导热胶内。
7.根据权利要求1所述的一种双向冷却油冷电机，其特征在于，所述定子铁心在对应于所述环形油槽的位置设置的导热胶包围所述轴向冷却油管的冷却油入油口。
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