CN108539888A - 一种永磁同步电机转子散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机转子散热结构，所述永磁同步电机包括电机壳体、设置于电机壳体两端的电机端盖、以及电机壳体内部的电机转子，所述电机转子中心固定有电机转轴，电机转子外侧固定有均匀分布的磁钢，所述风冷结构包括安装于电机转轴上的驱动扇叶，所述电机转子上设有轴向的导气槽，所述的电机端盖以及电机壳体内部设有连通的散热水道。本发明提供的永磁同步电机转子风冷结构，可有效解决电机转子高速转动带来的主动冷却困难的问题，转子导气槽的设置可有效对磁钢进行冷却，利用转子转动带动驱动扇叶旋转驱动电机内部空气流通，端盖内部水道以及与内部空气直接接触的散热肋片起到对电机内部空气持续冷却的目的。

Description

一种永磁同步电机转子散热结构
技术领域
本发明涉及电机冷却技术，特别涉及一种永磁同步电机转子散热结构。
背景技术
目前新能源汽车电机正逐步趋向高功率密度、高速化，电机温升问题也逐渐凸显。电机内部磁钢对工作温度十分敏感，当磁钢温度过高，磁钢磁性能会急剧下降，导致电机性能随之下降，甚至会导致磁钢永久失磁。车用永磁同步电机磁钢大多位于转子内部，电机内部结构紧凑，而且工作过程中转子处于高速旋转状态，给转子冷却带来较大难度。
现有方案中，有提出采用中空轴油冷方案对电机转子进行散热，利用电机高速旋转的离心力驱动冷却油喷洒至转子上，采用此种方案结构较为复杂，成本较高，且需要增加一套油冷设备，密封性以及可靠性均有待考虑。同时有技术人员提出转子中开通风槽，但尚没有提及如何保证电机内部空气流动，以及如何冷却温度逐渐上升的空气。
发明内容
本发明目的是：提供一种永磁同步电机转子散热结构，克服电机转子高速旋转带来的困难，利用扇叶驱动电机内部空气流通，通过转子内部导气槽对转子进行散热，空气在电机内部形成闭合循环回路，并利用在端盖内部设置水道，对空气进行持续冷却，以达到对磁钢较佳的散热效果。
本发明的技术方案是：
一种永磁同步电机转子散热结构，所述永磁同步电机包括电机壳体、设置于电机壳体两端的电机端盖、以及电机壳体内部的电机转子，所述电机转子中心固定有电机转轴，电机转子外侧固定有均匀分布的磁钢，所述风冷结构包括安装于电机转轴上的驱动扇叶，所述电机转子上设有轴向的导气槽，所述的电机端盖以及电机壳体内部设有连通的散热水道。
优选的，所述电机转子上的导气槽沿电机转子圆周方向均匀分布，每个磁钢边缘均布置有导气槽，导气槽紧贴磁钢边缘，导气槽内部等间距布置有扰流片。
优选的，所述电机转子两端分别固定有转子压板，所述转子压板上对应转子导气槽的位置均匀布置相应通风孔。
优选的，所述的驱动扇叶与电机转轴之间通过键槽连接。
优选的，所述的驱动扇叶数量为2个，即分别位于转子两端的前驱动扇叶和后驱动扇叶，两个驱动扇叶的风向一致。
优选的，所述的驱动扇叶与转子压板设为一体，在转子压板上直接加工生成驱动扇叶所需形状。
优选的，所述电机端盖内侧布置一定数量散热肋片或散热针。
优选的，所述电机转子上导气槽内的扰流片数量设置为2～6个。
优选的，所述电机转子上设有轴向的转子减重孔，所述转子减重孔作为转子内部导气槽，且在减重孔内部布置一定数量的扰流片。
优选的，所述磁钢放置于电机转子的磁钢槽内，所述磁钢槽在电机转子内径向导通，磁钢槽在磁钢两端留有磁钢安装间隙，所述磁钢安装间隙作为转子内部导气槽。
本发明的优点是：
1．本发明提供的永磁同步电机转子风冷结构，可有效解决电机转子高速转动带来的主动冷却困难的问题，转子导气槽的设置可有效对磁钢进行冷却，利用转子转动带动驱动扇叶旋转驱动电机内部空气流通，端盖内部水道以及与内部空气直接接触的散热肋片起到对电机内部空气持续冷却的目的，避免长时间运行导致电机内部空气过高导致散热效果不佳的问题，同时端盖内部散热水道可对轴承室进行冷却。
2．本发明方案的所有冷却回路均在电机内部进行，不涉及与外部空气产生对流，有效保证了电机的密封性及安全性，同时结构简单，安装方便。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1是本发明实施例1轴向中间截面剖视图；
图2是本发明实施例1转子俯视示意图；
图3是本发明实施例2轴向中间截面剖视图；
图4是本发明实施例3转子俯视示意图；
图5是本发明实施例4转子俯视示意图。
其中，1为电机壳体，2为电机端盖，3为定转子气隙，4-1为后驱动扇叶，4-2为前驱动扇叶，5为散热水道，6为电机转子，7为电机转轴，8为磁钢，9为导气槽，10为散热肋片，11为扰流片，12为磁钢槽，13为转子压板；16为转子减重孔，17为磁钢安装间隙。
具体实施方式
如图1所示，本发明提出一种永磁同步电机转子散热结构，所述永磁同步电机包括电机壳体1、设置于电机壳体两端的电机端盖2、以及电机壳体内部的电机转子6，所述电机转子6中心固定有电机转轴7，电机转子外侧固定有均匀分布的磁钢8，所述磁钢8放置于电机转子的磁钢槽12内，电机转子6与定子之间留有定转子气隙3。所述风冷结构包括安装于电机转轴7上的前驱动扇叶4-2和后驱动扇叶4-1，两个驱动扇叶与电机转轴7之间通过键槽连接，且风向一致。
如图2所示，所述电机转子6上设有轴向的导气槽9，所述导气槽9沿电机转子圆周方向均匀分布，每个磁钢8边缘均布置有导气槽9，导气槽9紧贴磁钢8边缘，导气槽9内部等间距布置有扰流片11，扰流片数量设置为2～6个。所述的电机端盖2以及电机壳体1内部设有连通的散热水道5。
所述电机转子6两端分别固定有转子压板13，所述转子压板6上对应转子导气槽9的位置均匀布置相应通风孔。所述电机端盖2内侧布置一定数量散热肋片10，这里的散热肋片10也可以由散热针替换。
电机运行过程中，前后驱动扇叶跟随电机转子高速旋转，其驱动电机内部空气的作用，电机内部气体会随之进入转子导气槽内部，由于扰流片作用，导气槽内气体湍流度增加，对磁钢散热效果增强。通过导气槽的气体经过后驱动扇叶进入电机端盖散热肋片，在此与端盖内部水道冷却介质发生热交换，达到降内部空气温度的目的，随之气体由定转子气隙进入转子另一端，最后在那个由前驱动扇叶返回电机转子内部，形成闭合回路，从而达到对电机内部温度尤其是电机转子以及磁钢的冷却目的。
实施例2
本实施例方案与实施例1基本一致，区别在于，如图3所示，所述的前驱动扇叶4-2和后驱动扇叶4-1与转子压板13设为一体，在转子压板13上直接加工生成驱动扇叶所需形状。
本实施例具体工作原理与实施例1一致。
实施例3
本实施例方案与实施例1基本一致，区别在于，如图4所示，所述电机转子6上设有轴向的转子减重孔16，利用所述转子减重孔16作为转子内部导气槽，且在减重孔内部布置一定数量的扰流片11。
本实施例具体工作原理与实施例1一致。
实施例4
本实施例方案与实施例1基本一致，区别在于，如图5所示，所述磁钢8放置于电机转子6的磁钢槽12内，所述磁钢槽12在电机转子6内径向导通，磁钢槽12在磁钢8两端留有磁钢安装间隙17，所述磁钢安装间隙17作为转子内部导气槽。
本实施例具体工作原理与实施例1一致。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机转子散热结构，所述永磁同步电机包括电机壳体、设置于电机壳体两端的电机端盖、以及电机壳体内部的电机转子，所述电机转子中心固定有电机转轴，电机转子外侧固定有均匀分布的磁钢，其特征在于：所述风冷结构包括安装于电机转轴上的驱动扇叶，所述电机转子上设有轴向的导气槽，所述的电机端盖以及电机壳体内部设有连通的散热水道。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述电机转子上的导气槽沿电机转子圆周方向均匀分布，每个磁钢边缘均布置有导气槽，导气槽紧贴磁钢边缘，导气槽内部等间距布置有扰流片。
3.根据权利要求2所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述电机转子两端分别固定有转子压板，所述转子压板上对应转子导气槽的位置均匀布置相应通风孔。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述的驱动扇叶与电机转轴之间通过键槽连接。
5.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述的驱动扇叶数量为2个，即分别位于转子两端的前驱动扇叶和后驱动扇叶，两个驱动扇叶的风向一致。
6.根据权利要求3所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述的驱动扇叶与转子压板设为一体，在转子压板上直接加工生成驱动扇叶所需形状。
7.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述电机端盖内侧布置一定数量散热肋片或散热针。
8.根据权利要求2所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述电机转子上导气槽内的扰流片数量设置为2～6个。
9.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述电机转子上设有轴向的转子减重孔，所述转子减重孔作为转子内部导气槽，且在减重孔内部布置一定数量的扰流片。
10.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子散热结构，其特征在于：所述磁钢放置于电机转子的磁钢槽内，所述磁钢槽在电机转子内径向导通，磁钢槽在磁钢两端留有磁钢安装间隙，所述磁钢安装间隙作为转子内部导气槽。
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