CN107276275B - 一种轴向冷却电机 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电机领域，并公开了一种轴向冷却电机，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，每相邻的两个线圈组之间分别设置一轴向冷却管，以用于对定子绕组的槽内部分进行冷却；电机外壳的每端分别设置一环形流道挡板，每个环形流道挡板上分别设置有中间流道，以对定子绕组的端部进行冷却；所述电机外壳侧壁的每端分别设置有冷却介质出入口；所述电机外壳的每端分别设置有环形流道盖板和设置在所述环形流道盖板上的导热胶，以用于防止冷却介质渗漏及加强电机的散热。本发明具有端部的流道和槽内的流道，冷却介质让整个定子绕组的轴向均得到冷却，整个结构简单紧凑，冷却介质与热源接触面积大，因此冷却效果好。

Description

一种轴向冷却电机
技术领域
本发明属于电机领域，更具体地，涉及一种电机。
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，油冷方式中冷却介质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，冷却介质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公开了一种电机，冷却介质经机壳进入电机定子轭部形成的环形流道，然后经轴向流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介质距离远，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，本发明提供了一种轴向冷却电机，冷却介质可以同时流经定子绕组的端部和槽内部分，整个定子由导热胶进行封装，因此该结构可以对电机槽内和端部绕组进行有效冷却，可以解决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，提供了一种轴向冷却电机，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，
每相邻的两个线圈组之间分别设置一轴向冷却管，每个所述轴向冷却管均位于电机槽内并且分别沿所述电机外壳的轴向设置，以用于在所述轴向冷却管内通入冷却介质后对整个定子绕组进行冷却；
所述电机外壳的每端分别设置一环形流道挡板，每个所述环形流道挡板上分别设置有与所述轴向冷却管的内腔连通的中间流道；
所述电机外壳侧壁的每端分别在对应于所述中间流道的位置设置有冷却介质出入口，并且每个所述冷却介质出入口分别与对应位置处的中间流道连通；
所述电机外壳的每端分别设置有环形流道盖板和设置在所述环形流道盖板上的导热胶，以用于防止冷却介质渗漏及加强电机的散热。
优选地，所述定子铁心由硅钢片叠加形成，相应地，所述轴向冷却管也是叠加而成。
优选地，所述硅钢片由冲压或线切割形成。
优选地，电机槽对应位置处的槽楔上也设置有导热胶，以用于防止冷却介质泄漏到电机转子上。
优选地，所述轴向冷却管为扁平管。
优选地，每个所述环形流道挡板上的中间流道分别设置有多条，相应地，所述电机外壳的每端也设置与所述中间流道数量一致的冷却介质进出口。
优选地，所述环形流道挡板为线切割获得的硅钢片或铣销加工得到的铝板。
优选地，所述环形流道盖板为线切割获得的硅钢片或铣销加工得到的铝板。
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)本发明具有端部的流道和槽内的流道，冷却介质让整个定子绕组的轴向均得到冷却，整个结构简单紧凑，冷却介质与热源接触面积大，因此冷却效果好。
(2)使用导热胶对电机定子及其冷却结构进行封装，可以加强内部散热的同时，起到了密封防泄漏的效果。
(3)在电机槽内中部布置轴向冷却介质道，轴向冷却介质道直接通过冲压或者线切割得到的硅钢片叠回而成，这种结构使得轴向冷却管与定子铁心一体，省去了额外布置冷却管道的工艺和成本，并且避免了轴向冷却管与定子铁心之间的接触热阻，能够更好的冷却定子铁心和定子绕组。
附图说明
图1是本发明的轴向截面图；
图2是本发明的立体示意图；
图3是本发明的端视图；
图4是本发明的分解示意图；
图5是本发明的冷却介质道的示意图。
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5，一种能冷却整个定子绕组3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，每相邻的两个线圈组31之间分别设置一轴向冷却管4，每个所述轴向冷却管4均位于电机槽22内并且分别沿所述电机外壳1的轴向设置，以用于在所述轴向冷却管4内通入冷却介质后对整个定子绕组3进行冷却；所采用的冷却介质可以是冷却油或氟利昂等。
所述电机外壳1的每端分别设置一环形流道挡板5，每个所述环形流道挡板5上分别设置有与所述轴向冷却管4的内腔41连通的中间流道51；
所述电机外壳1侧壁的每端分别在对应于所述中间流道51的位置设置有冷却介质出入口11，并且每个所述冷却介质出入口11分别与对应位置处的中间流道51连通；
所述电机外壳1的每端分别设置有环形流道盖板6和设置在所述环形流道盖板6上的导热胶7，以用于防止所述中间流道51由的冷却介质渗漏及加强电机的散热。
进一步，所述定子铁心2由硅钢片叠加形成，相应地，所述轴向冷却管4也是叠加而成。优选地，所述硅钢片由冲压或线切割形成。
进一步，电机槽22对应位置处的槽楔8上也设置有导热胶7，以用于防止冷却介质泄漏到电机转子上。
进一步，所述轴向冷却管4为扁平管。
进一步，每个所述环形流道挡板5上的中间流道51分别设置有多条，相应地，所述电机外壳1的每端也设置与所述中间流道51数量一致的冷却介质进出口。
进一步，所述环形流道挡板5为线切割获得的硅钢片或铣销加工得到的铝板；所述环形流道盖板6为线切割获得的硅钢片或铣销加工得到的铝板。
电机工作时，冷却介质从电机的一端进入环形流道，然后进入轴向冷却介质道，最后进入电机另一端的环形流道，经出出口流出。该冷却结构，整个电机定子由高导热性能的导热胶7进行封装，如图2所示，导热胶7既可以加强电机的散热性能，又可以对定子冷却介质道起到密封的作用。
轴向冷却介质道如图3所示，轴向冷却介质道直接由定子铁心2冲压或者线切割得到，最后叠压而成，这样铁心和轴向冷却介质道一体化，省去了额外布置冷却管道的工艺和成本，并且避免了流道与铁心之间的接触热阻，能够更好的冷却铁心。端部环形流道由环形流道挡板5和环形流道盖板6装配形成，如图4所示，其中该挡板5和盖板6都可以使用硅钢片线切割得到，也可以由铝板进行铣削加工得到。整个冷却介质道如图5所示，为了使得冷却介质量分配均匀，可以设置更多的进出口。
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 (8)

1.一种轴向冷却电机，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，
每相邻的两个线圈组之间分别设置一轴向冷却管，每个所述轴向冷却管均位于电机槽内并且分别沿所述电机外壳的轴向设置，以用于在所述轴向冷却管内通入冷却介质后对整个定子绕组进行冷却；
所述电机外壳的每端分别设置一环形流道挡板，每个所述环形流道挡板上分别设置有与所述轴向冷却管的内腔连通的中间流道；
所述电机外壳侧壁的每端分别在对应于所述中间流道的位置设置有冷却介质出入口，并且每个所述冷却介质出入口分别与对应位置处的中间流道连通；
所述电机外壳的每端分别设置有环形流道盖板和设置在所述环形流道盖板上的导热胶，以用于防止冷却介质渗漏及加强电机的散热；所述环形流道盖板与所述环形流道挡板形成端部环形流道；所述电机槽内中部布置轴向冷却介质道，所述轴向冷却介质道是由该定子铁心通过冲压或者线切割得到的，如此使得该轴向冷却管与该定子铁心一体；所述轴向冷却介质道包括三个间隔设置的组成部，每个所述组成部的两端分别与该端部环形流道相连通。
2.根据权利要求1所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，所述定子铁心由硅钢片叠加形成，相应地，所述轴向冷却管也是叠加而成。
3.根据权利要求2所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，所述硅钢片由冲压或线切割形成。
4.根据权利要求1所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，电机槽对应位置处的槽楔上也设置有导热胶，以用于防止冷却介质泄漏到电机转子上。
5.根据权利要求1所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，所述轴向冷却管为扁平管。
6.根据权利要求1所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，每个所述环形流道挡板上的中间流道分别设置有多条，相应地，所述电机外壳的每端也设置与所述中间流道数量一致的冷却介质进出口。
7.根据权利要求1所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，所述环形流道挡板为线切割获得的硅钢片或铣销加工得到的铝板。
8.根据权利要求1所述的一种轴向冷却电机，其特征在于，所述环形流道盖板为线切割获得的硅钢片或铣销加工得到的铝板。
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