CN108092451A - 盘式电机的散热结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种盘式电机的散热结构，包括机壳、以及定子组件，所述定子组件的两端端面对应朝左右方向设置，所述机壳包括主壳体、第一端盖和第二端盖，所述主壳体呈沿左右方向贯设有通腔的环形设置，所述第一端盖和所述第二端盖分别安装于所述主壳体的左右两端，所述第一端盖、所述第二端盖和所述主壳体合围形成有安装腔。其中，所述第一端盖的内部设有第一冷却通道，所述主壳体的内部设有第二冷却通道，所述第二冷却通道通过设于所述主壳体内的轴向连接通道与所述第一冷却通道连通，所述定子组件安装于所述安装腔内，且所述定子组件与所述主壳体之间设有导热固定胶。本发明能促进电机运行过程中定子组件和转子组件的散热。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种盘式电机的散热结构。
背景技术
盘式电机具有较高转矩密度，有广阔的应用前景，盘式电机通常包括机壳、定子组件和转子组件。盘式电机在运行的过程中，定子组件和转子组件会产生热量，如果热量不能及时散发出，高温可能影响到盘式电机的正常运行。对很多种类的电机而言，定子组件的散热是一个尤其难以解决的问题，比如，定子内置式双转子电机中，定子组件的两侧均设有转子组件，转子组件会阻碍定子组件的热量散发。而且在电机运行的过程中，转子组件也会产生热量，转子组件的热量不能及时散发也会影响电机的正常运行。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种盘式电机的散热结构，旨在促进在电机运行过程中，定子组件和转子组件的散热。
为实现上述目的，本发明提出的盘式电机的散热结构，以盘式电机的转轴延伸方向为左右向，其特征在于，所述盘式电机的散热结构包括机壳、以及设于所述机壳内且呈盘状设置的定子组件，所述机壳包括主壳体、第一端盖和第二端盖，所述主壳体呈沿左右方向贯设有通腔的环形设置，所述第一端盖和所述第二端盖分别安装于所述主壳体的左右两端，所述第一端盖、所述第二端盖和所述主壳体合围形成有安装腔；
其中，所述第一端盖的内部设有第一冷却通道，所述主壳体的内部设有第二冷却通道，所述第二冷却通道通过设于所述主壳体内的轴向连接通道与所述第一冷却通道连通，所述定子组件安装于所述安装腔内，且所述定子组件与所述主壳体之间设有导热固定胶。
优选地，所述导热固定胶为环氧胶。
优选地，所述定子组件包括：
两个左右间隔设置的固定板，所述两个固定板均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板之间形成有位于所述开孔外围的环形空间，所述两个固定板上对应设有多个定位槽；
多个定子铁芯，设于所述环形空间中，且所述多个定子铁芯的两端对应定位于所述两个固定板上的所述多个定位槽中；以及，
多个集中绕组，设于所述环形空间且对应环绕安装于所述多个定子铁芯上；
所述导热固定胶包括填充设置于所述环形空间中的填充胶，所述填充胶将所述两个固定板、所述多个定子铁芯以及所述多个集中绕组粘接固定，所述填充胶的环形外侧面粘接固定于所述主壳体的内侧面。
优选地，所述集中绕组包括绕设在所述定子铁芯的外侧面且沿着所述定子铁芯的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设。
优选地，所述导热固定胶包括填充在所述定子铁芯与所述扁线绕组之间的内侧固定胶、以及填充在相邻层的绕线圈之间的层间固定胶。
优选地，所述定子铁芯均呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置，所述定子铁芯的棱边过渡圆弧半径均不小于所述扁线的截面长度。
优选地，所述多层绕线圈与所述定子铁芯的侧面之间的间距不大于0.5mm。
优选地，所述第一端盖分为两个半圆形板区，所述第一冷却通道包括分别分布在所述两个半圆形板区的两个冷却通道段，每一所述冷却通道段沿着相应所述半圆形板区的周向来回弯曲设置，所述两个冷却通道段的靠近所述底板中心的一端相串联，所述两个冷却通道段的另一端呈相邻设置，且对应为第一冷却通道的入口和出口，所述第一冷却通道的入口或者出口连接于所述第二冷却通道。
优选地，所述主壳体的外侧面上设有与所述第二冷却通道的入口连通的冷却剂入口或者与所述第二冷却通道的出口连通的冷却剂出口。
优选地，所述安装腔内还设有两个转子组件，所述两个转子组件分设于所述定子组件的左右两侧，所述安装腔内装有冷却油，所述两个转子组件的底部浸泡在所述冷却油中。
本发明提供的技术方案中，所述定子组件安装于所述安装腔内且所述定子组件的外侧面与所述主壳体之间设有导热固定胶，导热固定胶一方面利于将定子组件的热量传导至主壳体，使定子组件能通过机壳进行散热，另一方便能起到将定子组件相对于机壳固定牢固的作用。并且本发明提供的技术方案中，通过在第一端盖和主壳体内分别设置第一冷却通道和第二冷却通道，利于将定子组件和转子组件产生的热量通过机壳导出。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明提供的盘式电机的散热结构的一实施例的剖视示意图；
图2为图1所示的第一端盖内第一冷却通道的布设示意图；
图3为图1所示的定子组件的整体结构示意图；
图4为图3所示的集中绕组安装于定子铁芯的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 1 | 机壳 | 21 | 固定板 |
| 11 | 主壳体 | 211 | 定位槽 |
| 111 | 轴向连接通道 | 22 | 环形空间 |
| 12 | 第一端盖 | 23 | 定子铁芯 |
| 13 | 第二端盖 | 24 | 集中绕组 |
| 14 | 安装腔 | 3 | 转子组件 |
| 15 | 第一冷却通道 | ||
| 2 | 定子组件 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种盘式电机的散热结构，图1至图4为本发明提供的盘式电机的散热结构的一实施例，以盘式电机的转轴延伸方向为左右向。所述盘式电机的散热结构包括机壳1、以及设于所述机壳1内且呈盘状设置的定子组件2，所述定子组件2的两端端面对应朝左右方向设置，所述机壳1包括主壳体11、第一端盖12和第二端盖13，所述主壳体11呈沿左右方向贯设有通腔的环形设置，所述第一端盖12和所述第二端盖13分别安装于所述主壳体11的左右两端，所述第一端盖12、所述第二端盖13和所述主壳体11合围形成有安装腔14。其中，所述第一端盖12的内部设有第一冷却通道15，所述主壳体11的内部设有第二冷却通道，所述第二冷却通道通过设于所述主壳体11内的轴向连接通道111与所述第一冷却通道15连通，所述定子组件2安装于所述安装腔14内，且所述定子组件2与所述主壳体11之间设有导热固定胶，以使所述定子组件2导热优良接于所述主壳体11。
本实施例中，所述定子组件2安装于所述安装腔14内且所述定子组件2的外侧面与所述主壳体11之间设有导热固定胶，导热固定胶一方面利于将定子组件2的热量传导至主壳体11，使定子组件2能通过机壳1进行散热，另一方便能起到将定子组件2相对于机壳1固定牢固的作用。并且本发明提供的技术方案中，通过在第一端盖12和主壳体11内分别设置第一冷却通道15和第二冷却通道，利于将定子组件2和转子组件3产生的热量通过机壳1导出。
本实施例中，所述导热固定胶为环氧胶，环氧胶具有粘附力强且固化方便的特点，因而优选作为导热固定胶使用。
如图1所示，本实施例中，所述定子组件2包括两个固定板21、多个定子铁芯23和多个集中绕组24。所述两个固定板21左右向间隔设置，且均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板21之间形成有位于所述开孔外围的环形空间22，所述两个固定板21上对应设有多个定位槽211。多个定子铁芯23设于所述环形空间22中，且所述多个定子铁芯23的两端对应定位于所述两个固定板21上的所述多个定位槽211中。所述多个集中绕组24设于所述环形空间且对应环绕安装于所述多个定子铁芯23上。所述导热固定胶包括填充设置于所述环形空间22中的填充胶，所述填充胶将所述两个固定板21、所述多个定子铁芯23、以及所述多个绕组粘接固定，所述填充胶的环形外侧面粘接固定于所述主壳体11的内侧面，以将所述多个定子铁芯23以及所述多个集中绕组24导热优良接于所述主壳体11。
本实施例中，由于所述导热固定胶包括填充设置于两个固定板21之间的填充胶，将导热固定胶的环形外侧面粘接固定于所述机壳1的内侧面，使得所述定子铁芯23和集中绕组24能通过导热固定胶导热优良接于所述机壳1，从而能够促进定子组件2的散热。此外，与现有技术中需要在定子铁芯23上设置螺栓来固定定子铁芯23的技术方案相比，本实施例中，通过在环形空间22内填充有填充胶，使两个固定板21与多个定子铁芯23、多个集中绕组24得以被固定牢固，从而避免在定子铁芯23上开设螺栓孔而影响定子铁芯23的磁路，并且由于组装过程中不必拧紧螺栓，使组装过程得以简化，适于自动化生产。此外，本实施例中，还通过在固定板21上设置定位槽211，便于组装人员对定子铁芯23进行准确定位。
具体地，所述导热固定胶除了所述填充胶外，还可以包括设于固定板21与主壳体11之间的连接胶。
为提高电机的满槽率，进而提高电机的功率密度，如图4所示，本实施例中，所述集中绕组24包括绕设在所述定子铁芯23的外侧面且沿着所述定子铁芯23的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设。本实施例中，扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设，使得扁线之间空隙较小，因而能提高电机的满槽率，进而能提高电机的功率密度。
为使定子铁芯23与集中绕组24之间连接牢固，如图4所示，本实施例中，所述导热固定胶包括填充在所述定子铁芯23与所述扁线绕组之间的内侧固定胶。为使集中绕组24沿定子铁芯23的轴向上的伸缩尺寸可控，也为使定子铁芯23与集中绕组24之间连接牢固且为使集中绕组24不易散开，本实施例中，所述导热固定胶还包括填充在相邻层的绕线圈之间的层间固定胶。
具体地，如图4所示，所述定子铁芯23均呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置，所述定子铁芯23的过渡圆弧半径均不小于所述扁线的截面长度。本实施例中，通过将定子铁芯23的棱边处呈圆弧过渡，使扁线绕经定子棱边之处也得以圆弧过渡弯折，从而减小了扁线因弯折而产生的应力。并且由于所述定子铁芯23的棱边过渡圆弧半径不小于所述扁线的截面长度。这样设置，当扁线的截面长度越大时，定子铁芯23的过渡圆弧半径也会被设置得越大，从而能通过尺寸限制避免扁线因过度弯折而导致扁线的弯折部位发生开裂。与将定子铁芯23的截面呈边数大于等于四边的多边形设置的技术方案相比，本实施例的方案能减少绕制集中绕组24的过程中，扁线需要弯折的次数。
本实施例中，所述多层绕线圈与所述定子铁芯23的侧面之间的间距不大于0.5mm。控制多层绕线圈与定子铁芯23的侧面之间的间距不大于0.5mm，使得多层绕线圈与集中绕组24靠得更近，从而有利于将集中绕组24的热量传递到定子铁芯23，而有利于定子组件2的散热。此外，定子铁芯23绕组单元与集中绕组24靠得更近，也有利于减小电机的磁路气隙，从而降低电机的运行损耗。
为提高所述盘式电机的散热效果，如图2所示，本实施例中，所述第一端盖12分为两个半圆形板区，所述第一冷却通道15包括分别分布在所述两个半圆形板区的两个冷却通道段，每一所述冷却通道段沿着相应所述半圆形板区的周向来回弯曲设置，所述两个冷却通道段的靠近所述底板中心的一端相串联，所述两个冷却通道段的另一端呈相邻设置，且对应为第一冷却通道15的入口和出口，所述第一冷却通道15的入口或者出口连接于所述第二冷却通道。来回曲折设置的冷却通道段能增大冷却剂在第一端盖12内的换热面积，所述第一冷却通道15的入口或者出口连接于所述第二冷却通道，能提高所述盘式电机内部散热结构的紧凑性。
具体地，可将第一端盖12设于主壳体11的左端，而将第二端盖13设于主壳体11的右端。也可以将可将第一端盖12设于主壳体11的右端，而将第二端盖13设于主壳体11的左端。第二冷却通道可以为迷宫形冷却通道。
为进一步提高所述盘式电机内部散热结构的紧凑性，所述主壳体11的外侧面上设有与所述第二冷却通道的入口连通的冷却剂入口或者与所述第二冷却通道的出口连通的冷却剂出口。
为进一步促进所述盘式电机的散热效果，如图1所示，所述安装腔14内还设有两个转子组件3，所述两个转子组件3分设于所述定子组件2的左右两侧，所述安装腔14内盛装有浸没所述两个转子组件3的底部的冷却油。在转子组件3的转动过程中，转子组件3能将热量传递至冷却油，冷却油由转子组件3的甩动至机壳1，有利于将转子组件3的热量传递至机壳1，进而通过机壳1将热量散发。
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，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种盘式电机的散热结构，以盘式电机的转轴延伸方向为左右向，其特征在于，所述盘式电机的散热结构包括机壳、以及设于所述机壳内且呈盘状设置的定子组件，所述机壳包括主壳体、第一端盖和第二端盖，所述主壳体呈沿左右方向贯设有通腔的环形设置，所述第一端盖和所述第二端盖分别安装于所述主壳体的左右两端，所述第一端盖、所述第二端盖和所述主壳体合围形成有安装腔；
其中，所述第一端盖的内部设有第一冷却通道，所述主壳体的内部设有第二冷却通道，所述第二冷却通道通过设于所述主壳体内的轴向连接通道与所述第一冷却通道连通，所述定子组件安装于所述安装腔内，且所述定子组件与所述主壳体之间设有导热固定胶。
2.如权利要求1所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述导热固定胶为环氧胶。
3.如权利要求1所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述定子组件包括：
两个左右间隔设置的固定板，所述两个固定板均呈中心开孔的圆形板设置，所述两个固定板之间形成有位于所述开孔外围的环形空间，所述两个固定板上对应设有多个定位槽；
多个定子铁芯，设于所述环形空间中，且所述多个定子铁芯的两端对应定位于所述两个固定板上的所述多个定位槽中；以及，
多个集中绕组，设于所述环形空间且对应环绕安装于所述多个定子铁芯上；
所述导热固定胶包括填充设置于所述环形空间中的填充胶，所述填充胶将所述两个固定板、所述多个定子铁芯以及所述多个集中绕组粘接固定，所述填充胶的环形外侧面粘接固定于所述主壳体的内侧面。
4.如权利要求2所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述集中绕组包括绕设在所述定子铁芯的外侧面且沿着所述定子铁芯的长度方向螺旋绕制的多层绕线圈，所述多层绕线圈由扁线沿着其截面长度方向弯曲绕设。
5.如权利要求4所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述导热固定胶包括填充在所述定子铁芯与所述扁线绕组之间的内侧固定胶、以及填充在相邻层的绕线圈之间的层间固定胶。
6.如权利要求5所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述定子铁芯均呈棱边圆弧过渡的三棱柱状设置，所述定子铁芯的棱边过渡圆弧半径均不小于所述扁线的截面长度。
7.如权利要求5所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述多层绕线圈与所述定子铁芯的侧面之间的间距不大于0.5mm。
8.如权利要求1所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述第一端盖分为两个半圆形板区，所述第一冷却通道包括分别分布在所述两个半圆形板区的两个冷却通道段，每一所述冷却通道段沿着相应所述半圆形板区的周向来回弯曲设置，所述两个冷却通道段的靠近所述底板中心的一端相串联，所述两个冷却通道段的另一端呈相邻设置，且对应为第一冷却通道的入口和出口，所述第一冷却通道的入口或者出口连接于所述第二冷却通道。
9.如权利要求8所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述主壳体的外侧面上设有与所述第二冷却通道的入口连通的冷却剂入口或者与所述第二冷却通道的出口连通的冷却剂出口。
10.如权利要求1所述的盘式电机的散热结构，其特征在于，所述安装腔内还设有两个转子组件，所述两个转子组件分设于所述定子组件的左右两侧，所述安装腔内装有冷却油，所述两个转子组件的底部浸泡在所述冷却油中。
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